Microscopic Organisms that Color Desert Rocks
Text & Photos by Wayne P. Armstrong
Lichen Crust on Rocks & Boulders
Bez wątpienia najbardziej kolorowe powłoki na skałach wytwarzane są przez porosty, niezwykły symbiotyczny związek między mikroskopijnymi komórkami glonów i filamentami grzybów. Chociaż porosty mogą również wytrzymać ekstremalne warunki środowiskowe, generalnie nie są w stanie przetrwać tak dobrze na suchych, spalonych słońcem głazach, gdzie kwitną pustynne mikroby lakowe. Porosty skalne występują w różnych jaskrawych kolorach, od czerwonego, pomarańczowego i żółtego do olśniewających odcieni zieleni. Istnieją setki gatunków w południowo-zachodniej części Stanów Zjednoczonych, w tym formy liściaste i nisko rosnące gatunki skorupiaste przypominające grubą warstwę farby.
Ten bazaltowy wychodek na płaskowyżu Santa Rosa w południowej Kalifornii pokryty jest gęstą skorupą czterech kolorowych gatunków porostów, w tym pomarańczowej Caloplaca, żółtej Candelaria & Candelariella i szarej Xanthoparmelia. Na tym głazie nie ma ani śladu lakieru pustynnego.
Ciało porostów (thallus) składa się z komórek glonów żyjących wewnątrz zwartej masy tkanki grzybowej. Glony są fotosyntetyzujące i dostarczają grzybowi węglowodanowych substancji odżywczych. Delikatne komórki glonów zyskują również mechaniczną ochronę przed nieprzyjaznymi warunkami klimatycznymi dzięki temu, że są szczelnie otoczone gęstą siatką włókien grzybowych.
Jest to szczególnie prawdziwe na jałowych głazach, gdzie żaden z partnerów nie mógłby przetrwać samodzielnie. W rzeczywistości związek ten jest rodzajem małżeństwa, w którym każdy członek zależy od drugiego, aby przetrwać. Podwójna symbiotyczna natura porostów została opisana dopiero w 1867 roku przez szwajcarskiego botanika Simona Schwendenera. Jednym z zagorzałych zwolenników hipotezy małżeństwa algi i grzyba była znakomita przyrodniczka i ilustratorka naukowa tego okresu o nazwisku Beatrix Potter, która później stała się sławną autorką bajek dla dzieci!
Tuzin lub więcej gatunków porostów może rosnąć na jednym głazie, często całkowicie pokrywając powierzchnię skały. Porosty skorupiaste tworzą tak ścisły interfejs z krystaliczną powierzchnią niektórych skał, że są praktycznie niemożliwe do usunięcia. Rosną one nawet na błyszczącym, czarnym obsydianie. Wiele crustose porosty rock spędzają większość swojego życia w desiccated „uśpiony” stan i mają bardzo powolne roczne growth rates.
Lichens wyschnąć bardzo szybko i może stracić do 98 procent ich zawartości wody. Kiedy porost jest zwilżony przez deszcz lub poranną rosę, szybko wchłania wodę jak bibuła, a fotosynteza w jego małym partnerem glonów jest ożywiona na chwilę. Ponieważ porosty są jednymi z pierwszych roślin rosnących na nagiej skale, odgrywają one rolę w tworzeniu gleby poprzez powolne wytrawianie powierzchni skalnej. Mikroskopijne fragmenty skały wplecione w porost stają się rozluźnione przez ekspansję i kurczenie, jak porost jest na przemian nawilżane i suszone.
Widok z bliska na kilka porostów skorupiastych powoli trawiących powierzchnię skały metawulkanicznej w Coast Ranges w południowej Kalifornii. Porosty obejmują cytrynowo-żółty Acarospora schleicheri, brązowy A. bullata, i szary Dimelaena radiata.
W środowisku naturalnym, rośliny są stale inwazji i kolonizacji nowych siedlisk – zjawisko znane jako sukcesji. Ponieważ porosty są jednymi z pierwszych roślin, które kolonizują nagie skały, odgrywają one ważną rolę w sukcesji pierwotnej. Po tym, jak porosty przez wieki trawiły i kruszyły powierzchnię skały, zaczyna się gromadzić gleba mineralna i materia organiczna. Wtedy inne rośliny, takie jak mchy i trawy zaczynają rosnąć, a następnie zioła, twarde krzewy, a wreszcie drzewa.
Ale porosty produkują słabe kwasy organiczne (fenolowe), wątpliwe jest, że kwasy te mają duży wpływ na trawienie skał, chyba że są one wapienne. Dla większości powierzchni skalnych proces wytrawiania jest prawdopodobnie mechaniczny. Skorupiaste porosty skalne są w stanie rosnąć na nagiej skale, zagłębiając swój rozprzestrzeniający się thallus w każdy najmniejszy zakamarek. Mikroskopijne fragmenty skały wplecione w porostów thallus stają się rozluźnione przez ekspansję i kurczenie, jak thallus jest na przemian nawilżane i suszone.
Siła łamania skały roślin jest znacznie zwiększona, gdy nasiona spadają do pęknięć, a następnie kiełkować. Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku drzewiastych krzewów i drzew iglastych z potężnymi, rozszerzającymi się systemami korzeniowymi. W całej subalpejskiej Sierra Nevada znajdują się lasy sosnowe, jodłowe i hemlock rosnące na stosunkowo płytkich glebach i w mule pokrywającym lity granit. Ta masywna skała granitowa została oczyszczona i wypolerowana przez lodowce tak niedawno, jak 12,000 lat temu.
Na chropowatych wychodniach granitowych, duże kolonie wapienno-zielony porost mapy (Rhizocarpon geographicum), popielato-szary Aspicilia cinerea i pomarańczowy Caloplaca saxicola może mieć tysiące lat. W rzeczywistości kolorowy, chartreuse porost skalny Acarospora chlorophana może rosnąć tylko kilka milimetrów na wiek. Wystarczy spojrzeć na spektakularne panoramy wyrzeźbionych przez lodowiec granitów w Sierra Nevada, by docenić wielkość niektórych porostów skorupiastych.
Czarna powierzchnia masywnych kopuł w Parku Narodowym Yosemite to w rzeczywistości skorupiaste gatunki Buellia, Verrucaria i Lecidea atrobrunnea. Tempo wzrostu z porostów skalnych na morenach lodowcowych zostały wykorzystane do przybliżonego określenia przedziału czasowego pomiędzy postępem i cofaniem się lodowców.
Rosty skalne odegrały ważną rolę w przetrwaniu rdzennych mieszkańców i odkrywców. Oprócz dostarczania pożywienia dla swoich zwierząt, Indianie, Eskimosi i Lapończycy jedzą niektóre porosty. Liściaste porosty zwane trójlistkami skalnymi (Umbilicaria) są gotowane w zupach lub jedzone na surowo. Są one również dodawane do sałatek lub głęboko smażone, i są uważane za przysmak w Japan.
Throughout historii, chłopi z Persji uniknęli masowej śmierci głodowej przez jedzenie obfite crustose rock porostów Lecanora esculenta. Ten porost łatwo ulega oderwaniu w małych płatach i jest zdmuchiwany ze skał przez wiatr, często gromadząc się w szczelinach i pod krzewami. W Turcji i północnym Iranie miesza się go z mączką i robi z niego rodzaj chleba. W rzeczywistości, niektórzy uczeni biblijni uważają, że ten porost może być „manna”, który uratował głodujących Izraelitów podczas ich exodus z Egypt.
Przez niezwykłe małżeństwo między glonów i grzybów, porosty wyryte egzystencję w miejscach, gdzie nie inne formy życia mogłyby ewentualnie żyć. Mimo że przetrwały miliony lat ewolucji, wiele gatunków porostów jest obecnie zagrożonych z powodu zanieczyszczenia atmosfery. Ten sam los może spotkać również niektóre z pustynnych mikrobów lakowych. Ponieważ porosty wchłaniają większość swoich mineralnych składników odżywczych z powietrza i wody deszczowej, są one szczególnie narażone na toksyczne zanieczyszczenia powietrza.
Ponieważ nie mają możliwości wydalania pierwiastków, które wchłaniają do swoich tkanek, związki toksyczne stają się jeszcze bardziej skoncentrowane. Toksyny powodują zniszczenie komórek fotosyntetyzujących glonów, a następnie śmierć małżonka grzyba. Rozległa aktywność pojazdów terenowych na niektórych obszarach pustynnych wznieca ogromne ilości alkalicznego pyłu. Ten wzrost alkaliczności atmosferycznego może wpływać na utlenianie manganu przez bakterie lakiernicze, a tym samym spowalniając lub hamując rozwój pustynnych varnish.
Jak przysłowiowy kanarek używany do wykrywania niewidzialnych, ale śmiertelne opary metanu w kopalni węgla, porosty są wrażliwe barometry zanieczyszczeń atmosferycznych. W rzeczywistości, ich wrażliwość uczyniła je bardzo skutecznymi stacjami monitorującymi zanieczyszczenie powietrza dla amerykańskiej Służby Leśnej i Służby Parków Narodowych. Porosty i lakownica pustynna są fascynującymi i złożonymi organizmami żywymi. Wciąż musimy się od nich wiele nauczyć. Ponadto, pokrywają one nasze pustynne góry niezliczoną ilością pięknych kolorów.
Kilka dobrych referencji na temat lakownicy pustynnej & Porosty
1. Armstrong, W.P. i J.L. Platt. 1993. „The Marriage Between Algae and Fungi.” Fremontia 22: 3-12.
2. Brock, T.M. and M.T. Madigan. 1988. Biology of Microorganisms
(5th Edition). Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey.
3. Dorn, R.I. 1982. „Enigma of the Desert.” Environment Southwest Number 497: 3-5.
4. Dorn, R.I. and T.M. Oberlander. 1982. „Rock Varnish.” Progress In Physical Geography 6: 317-367.
5. Dorn, R.I. and T.M. Oberlander. 1981. „Microbial Origin of Desert Varnish.” Science 213: 1245-1247.
6. Nash, T.H. 1996. Lichen Biology. Cambridge University Press, Cambridge.
7. Richardson, David H.S. 1974. The Vanishing Lichens. Hafner Press, New York.
Wayne P. Armstrong jest profesorem botaniki, Life Sciences Deptartment – Palomar College – San Marcos, California. Jest wydawcą czasopisma WAYNE’S WORD®: A Newsletter of Natural History.
Desert Varnish
Related Books & Gifts – Trading Post
Desert Plant & Wildflower Index
Why Owens Lake is Red
Sand Dunes: Phenomena of the Wind!
The Life & Love of Sand Dunes
Curious Wildflower Names
Outdoor Recreation: Rock Hounding
Rekreacja na świeżym powietrzu.