Na świecie występuje około 18-20 tysięcy gatunków porostów, z czego w Polsce stwierdzono 1600. Mimo powszechności występowania porostów, większość z nas niewiele o nich wie. Tymczasem są one ważnym wskaźnikiem stanu środowiska i tego, jak zmienia się ono pod wpływem działalności człowieka.

Te niezwykle ciekawe organizmy bada dr Anna Matwiejuk z Uniwersytetu w Białymstoku. Jesienią 2021 r. ukazała się publikacja jej autorstwa poświęcona porostom w stolicy Podlasia. Opracowanie powstało w ramach projektu realizowanego przez Urząd Miejski w Białymstoku i jest kolejnym wydawnictwem w cyklu „Bioróżnorodność Miasta Białegostoku”.

Jak przypomina w swojej publikacji biolożka z UwB, porosty (grzyby lichenizujące, z języka angielskiego lichenized fungi) są wyspecjalizowaną grupą organizmów, które zbudowane są ze strzępek grzybów (mykobiontów) i komórek glonów (fotobiontów), głównie eukariotycznych zielenic (chlorobiontów) lub prokariotycznych cyjanobakterii, czyli sinic (cyjanobiontów). - W wyniku połączenia co najmniej dwóch całkowicie odmiennych organizmów z różnych grup taksonomicznych, powstała nowa jakość biologiczna, niepodobna do biontów wyjściowych, unikatowa w świecie organizmów żywych – porosty. Dzisiaj porosty należą do królestwa grzybów. Większość z nich należy do gromady workowców, do której należą m.in. trufle, smardze – opisuje dr Anna Matwiejuk.

Od ponad 150 lat porosty stanowią cenny obiekt badań naukowych, w tym o charakterze ekologicznym, fizjologicznym, ewolucyjnym, a równocześnie są bioindykatorami zmian środowiska zachodzących pod wpływem antropopresji. Przemiany środowiska są jedną z przyczyn wpływających na zmianę liczby gatunków porostów, ich skład i częstość występowania.

„Miłość”, „przyjaźń” czy „nienawiść”? Relacje między komponentami w plechach porostów 

Zdefiniowanie relacji między partnerami tworzącymi porosty od dawna budzi kontrowersje. - Rozmaite teorie dotyczące wzajemnego stosunku komponentów porostowych można sprowadzić do dwóch: teorii symbiozy mutualistycznej i symbiozy antagonistycznej. Stosunkowo najbardziej rozpowszechniona jest hipoteza symbiozy mutualistycznej, według której wszyscy partnerzy odnoszą ze współżycia korzyści. Zgodnie z tą teorią asymilacja węgla przez glon jest chemicznie stymulowana przez grzyb. Grzyb korzystając z produktów asymilacji żyje jako saprofit – wyjaśnia dr Anna Matwiejuk.

Organizmy jak z bajki

Pod względem budowy morfologicznej porosty tworzą rozmaite formy plech: skorupiaste, listkowate, krzaczkowate, dwupostaciowe. Jedne przypominają swoich kształtem plamy, skorupy, inne listki, krzaczki. Niektóre chrobotki tworzą trzoneczki w kształcie czarek. Na powierzchni plech występują miseczki, będące owocnikami, czy też wyrostki i urwistki służące do rozmnażania.

Wolny wzrost – długie życie

Porosty należą do organizmów długowiecznych, wiele gatunków żyje setki lat, a inne nawet tysiące lat. Jednymi z najdłużej żyjących porostów są gatunki z rodzaju wzorzec (Rhizocarpon). Tempo przyrostu plech wzorca geograficznego (Rhizocarpon geographicum)  wynosi 0,25–0,5 mm rocznie (na podstawie badań prowadzonych w Ameryce Północnej). Gatunek ten może dożywać iście matuzalemowego wieku. Od 4–4,5 tysięcy lat, tj. od okresu neolitu do dziś żyją plechy tego gatunku.

Organizmy o niedocenianych walorach

Porosty to organizmy, które są ważnym elementem bioróżnorodności na Ziemi i mają wiele walorów przyrodniczych.

- Porosty odgrywają szczególną rolę w utrzymywaniu równowagi w ekosystemach, jednak ze względu na niewielkie rozmiary ich znaczenie jest często niedoceniane lub wręcz całkowicie pomijane. Porosty uważa się za organizmy pionierskie, ponieważ mogą występować w różnych, często bardzo ekstremalnych warunkach i jako pierwsze torować drogę innym organizmom. Porosty wykazują szereg przystosowań pozwalającym im na szybką i efektywną kolonizację nowych terenów: mają małe wymagania pokarmowe, są odporne na suszę, silne nasłonecznienie, niskie i wysokie temperatury, mają zdolność zatrzymywania wody z opadów atmosferycznych i wiązania azotu atmosferycznego – przypomina dr Matwiejuk.

Porosty są zdolne do zasiedlania  skał, betonu, cegieł, dachówek, zaprawy murarskiej. Świetnie radzą sobie z surowymi warunkami pustyń, klimatem obszarów polarnych czy terenów wysokogórskich.

Porosty są ważnym elementem ekosystemów, w których występują. Np. w lasach kształtują mikroklimat, ponieważ biorą udział w retencji wody, którą chłoną całą powierzchnią plechy i stopniowo uwalniają, utrzymując odpowiednią wilgotność w lesie. Ważna jest rola porostów w ochronie drzew – wytwarzane przez plechy wtórne metabolity hamują m.in. rozwój bakterii, wirusów i zarodników pasożytniczych grzybów.

Porosty chętnie zjadane są przez różne zwierzęta, zarówno bezkręgowe, np. ślimaki, skoczogonki, termity, korniki, koniki polne, motyle i ćmy, jak i kręgowce, takie jak świstaki, wiewiórki, lemingi, norniki, jelenie, wielbłądy, salamandry, a przede wszystkim przez renifery i karibu oraz piżmowoły. Zimą porosty stanowią 80-90% diety pokarmowej reniferów. Plechy porostów służą jako budulec gniazd ptasich, np. zięb zwyczajnych. Plechy porostów są również schronieniem dla wielu gatunków bezkręgowców (np. owadów i pajęczaków).

Badaczka zwraca uwagę, że człowiek od dawna wykorzystywał porosty w różnych sferach życia. I wylicza przykłady: Już starożytni zauważyli ich właściwości lecznicze. Badania biochemiczne wtórnych metabolitów porostowych wykazały ich różnorodną aktywność biologiczną. Kwasy porostowe mają właściwości bakteriobójcze, grzybobójcze, antywirusowe, przeciwnowotworowe, hamujące aktywność enzymów. W okresach głodu lub wojen porosty stanowiły źródło pożywienia dla ludzi (jako mąka porostowa). Wykorzystywano je jako źródło substancji zapachowych i utrwalaczy perfum. Służyły również do produkcji różnych barwników. Współcześnie, z gatunków rodzaju Rocella pozyskuje się lakmus, czyli wskaźnik pH.

Porosty są organizmami bardzo wytrzymałymi na ekstremalne warunki środowiska, z drugiej strony jednak nie radzą sobie z czynnikami wywołanymi działalnością człowieka. To one jako pierwsze reagują na wszelkie zmiany w środowisku. Są bardzo wrażliwe na zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego ditlenkiem siarki SO2, tlenkami azotu NOx, metalami ciężkimi, pyłami, związkami fluoru i innymi. Dlatego też od ponad 150 lat wykorzystuje się je jako jedne z najlepszych biowskaźników.

- Mimo, że porosty często wyglądają niepozornie i nie są dostrzegane, warto zwracać na nie uwagę, bowiem te same zanieczyszczenia powietrza, które niszczą porosty, szkodzą i nam, ludziom. Np. tlenki azotu NOx (pochodzące głównie z ruchu drogowego) mogą powodować dolegliwości ze strony układu oddechowego u ludzi (duszność, kaszel, zmniejszenie odpowiedzi immunologicznej organizmu na infekcje płuc, nasilenie ataków u osób chorych na astmę), zaś niektóre gatunki porostów pod ich wpływem zginą, a inne będą się dobrze rozwijać – tłumaczy dr Anna Matwiejuk.

Porosty w kosmosie

Biorąc pod uwagę zdolność porostów do przetrwania i przystosowania się do szeregu ekstremalnych warunków, pojawiło się wiele spekulacji na temat tego, czy mogą przetrwać w środowiskach pozaziemskich, takich jak przestrzeń kosmiczna i powierzchnia Marsa.

- Przeprowadzone eksperymenty, w tym misja kosmiczna z ekspozycją plech porostowych na warunki kosmiczne, potwierdziły wysoką odporność porostów i mimo pewnych zaburzeń (np. zmniejszenie aktywności chlorofilu, obniżenie intensywności fotosyntezy) po powrocie do ziemskich warunków następowała reaktywacja plech, poprzez uruchomienie mechanizmów naprawczych powstałych uszkodzeń. Endolityczne porosty pustyń i Antarktydy są często uważane za możliwe analogi porostów, które mogłyby przetrwać na Marsie – przypomina badaczka.

Porosty Białegostoku

Białystok jest miastem, w którym wiele gatunków porostów znalazło optymalne warunki do wegetacji i wykazuje szerokie spektrum zasiedlanych podłoży. Niektóre z nich cechuje duża ekspansja i kolonizacja wielu podłoży utworzonych przez człowieka (betonowe konstrukcje, słupy, mury, drewniane ogrodzenia, krzyże, ławki itp.) Porosty często tworzą różnej wielkości populacje jednogatunkowe lub wielogatunkowe. Porosty zasiedlają różne typy podłoża, w tym organiczne i nieorganiczne. Dostępność i różnorodność tych podłoży jest wskaźnikiem składu gatunkowego bioty – opisuje biolożka z UwB.

Na terenie stolicy Podlasia stwierdzono występowanie 156 gatunków porostów.

dr Anna Matwiejuk, Uniwersyteckie Centrum Przyrodnicze UwB
(oprac. Katarzyna Dziedzik, UwB)

Fot. dr Janusz Kupryjanowicz / archiwum prywatne