Časopis Krkonoše: Osud lišejníků v Jizerských horách
11.4.2003 | LIBEREC | Časopis Krkonoše
Tento příspěvek by se měl spíše jmenovat "Zašlá sláva lišejníků" nebo "Kde jsou lišejníky Jizerských hor?". Každý, kdo navštíví horské lesy ve Skandinávii nebo v Alpách, si všimne odlišného barevného dojmu. Kmeny smrků nejsou hnědé, ale šedozelené nebo žluté, mezi větvemi neprosvítá nebe, ale modrozelené provazce splývající někdy až k zemi. Takto vypadaly i lesy v Jizerských horách, i když je to už skoro sto let. Nabízí se tedy otázka, co se za tu dobu vlastně tady stalo? Postupně ustoupila a vyhynula jedna velmi zajímavá skupina organismů, která vytvářela tuto barevnou kulisu, a to lišejníky.
Lišejníky = houba + řasa
Již od základní školy si pamatujeme lišejníky ze dvou důvodů. Za prvé jako organismy, které rostou vždy na severní straně kmene a můžeme podle nich určovat světové strany, a za druhé jako příklad symbiózy dvou druhů organismů. Zatímco první tvrzení je velmi nepřesné, protože o umístění lišejníků na kmeni rozhoduje kombinace přístupu srážek a světla, a proto můžeme nalézt někdy nejvíce lišejníků i na jižní straně kmene, druhé tvrzení je pravdivé. V celé rostlinné a živočišné říši neexistuje příklad tak rozsáhlé skupiny, kde vzájemné soužití dvou odlišných druhů vedlo k vytvoření zcela nové struktury, která vypadá jako naprosto stejnorodý organismus. Lišejníky jsou podvojné organismy, jejichž stélka je tvořena z vláken houby (tzv. mykobiont) a buněk zelených řas nebo sinic (tzv. fykobiont). Z hlediska zařazení do biologického systému lze lišejníky považovat za houby se specifickou biologií, která vyplývá z těsného spojení s řasovou buňkou. Jedná se především o zvláštní formu výživy, kdy houba získává organické látky z fotosyntetizujících řas nebo sinic. Většina těchto hub patří mezi houby vřeckovýtrusné a pouze malá část mezi houby stopkovýtrusné. Lišejníky nacházíme na nejrůznějších substrátech, jako jsou skály, půda, stavební materiály nebo borka stromů. Pro téma, které jsme si zvolili, nás bude nejvíce zajímat poslední skupina. Jsou to lišejníky rostoucí na kmenech stromů, označované jako epifytické.
Příčinou jsou imise
Známý biolog Nylander si již v roce 1866 všiml, že lišejníky na stromech v Lucemburských zahradách v Paříži odumírají a mizí. Správně určil i příčinu: zplodiny ze spalování uhlí. Od té doby řada dalších pozorování a podrobných studií ukázala, že epifytické lišejníky jsou k imisím oxidů síry, oxidů dusíku, fluoru, těžkých kovů a dalších látek, které vznikají při spalování fosilních paliv, mimořádně citlivé. Reagují již na velmi nízké koncentrace a ustupují ze svých stanovišť mnohem dříve, než je možné pozorovat negativní reakce u jiných rostlin nebo živočichů. Příčin této vysoké citlivosti je víc a vzájemně se kombinují. Jmenujme ty základní:
(a) Stélka lišejníků není na povrchu vybavena nepropustnou vrstvou a průduchy jako vyšší rostliny, ale pouze propletenými houbovými vlákny, které vstupu imisí nemohou zabránit.
(b) Vodu přijímají přímo ze srážek i s látkami, které jsou v nich rozpuštěné. Epifytické druhy rostoucí na kmeni jsou navíc vystaveny srážkové vodě, která je splavována z velkého povrchu koruny stromů, a tak dávka škodlivin, kterou lišejníky dostávají, je mnohem větší, než by odpovídalo jejich povrchu.
(c) Lišejníky mají pomalý metabolismus, s tím souvisí i nízká růstová rychlost (řádově 0,1-10 mm ročně) a tedy i omezená regenerační schopnost při vnějším poškození.
(d) Symbiotická podstata lišejníků představuje určité rovnovážné soužití řasy a houby, které odpovídá daným ekologickým podmínkám. Jejich porušení může vést k rozpadu organismu.
(e) V neposlední řadě je zde zajímavá schopnost lišejníků kumulovat ve své stélce značné množství škodlivin, které může od určité hodnoty působit toxicky.
Lišejníky jako varovná čidla Citlivosti lišejníků je možné využít k hodnocení toxicity ovzduší. Velmi výhodná je zde především skutečnost, že jednotlivé lišejníkové druhy mají různou citlivost k imisím. Lze tedy sestavit celé indikační stupnice od druhů vysoce citlivých až po druhy velmi odolné. Mapování výskytu těchto druhů v krajině potom umožňuje rozlišit místa s různým stupněm imisní zátěže. Po tomto tvrzení může někoho napadnout, proč dnes v době mimořádně citlivých a přesných analytických přístrojů na měření látek v ovzduší je nutné se zabývat reakcemi lišejníků. Důvod je velmi zásadní. Analytické přístroje a lišejníky hodnotí každý něco jiného. Analytické přístroje měří koncentrace jednotlivých látek v ovzduší, ale samotné jejich hodnoty nám říkají jen velmi málo o tom, jaké budou reakce jednotlivých organismů v ekosystému. Lišejníky naopak odrážejí reakce organismů, ale není možné na jejich základě stanovovat koncentrace látek v ovzduší. Jsou biologickým modelem, který v sobě integruje celou imisní situaci. Reagují na celou směs látek v ovzduší, na dobu působení i na jejich koncentrační výkyvy. A právě náhlá vysoká, třeba i krátkodobá maxima jsou pro organismy vysoce nebezpečná. Lišejníky a analytické přístroje tedy nestojí proti sobě, ale pro prognózu chování ekosystémů pod vlivem imisí se vhodně doplňují.
Stav v Jizerských horách
Dosavadní text se zabýval obecnými vlastnostmi lišejníků a možností jejich využití v bioindikaci. Jaká je tedy konkrétní situace v Jizerských horách? Liberecko patřilo k významným průmyslovým oblastem již celé 19. století. Nelze se proto divit, že již v prvních rozsáhlejších pracích německých lichenologů (Anderse, Ehrlicha, Hilitzera) ze začátku 20. století se objevují zmínky o dílčím ústupu nejcitlivějších druhů z této oblasti. K podobným závěrům dochází i Nádvorník po druhé světové válce. První podrobný průzkum zaměřený přímo na bioindikační využití lišejníků jsem zpracoval pro Správu Chráněné krajinné oblasti Jizerské hory v roce 1980. Výzkum byl zaměřen na tehdejší základní porosty Jizerských hor, tj. smrkové monokultury a horské smrčiny. Průzkum ukázal, že lišejníková flóra je zde již velmi chudá. Na dvaceti lokalitách bylo nalezeno pouze pět lupenitých a křovitých lišejníků: terčovka bublinatá (Hypogymnia physodes), terčovka hnědavá (Parmelia exasperatula), terčovka otrubčitá (Pseudevernia furfuracea), pukléřka sivá (Platismatia glauca) a pukléřka zelenavá (Cetraria chlorophylla). Navíc kromě terčovky bublinaté se všechny ostatní druhy nacházely jen ve velmi omezeném množství. To dokazovalo, že imisní zátěž je zde již po dlouhou dobu a je velmi intenzivní.
Z výsledků vyplynuly dva základní závěry:
(1) Jizerské hory patří k oblastem s vysokou až velmi vysokou imisní zátěží a vedle Krušných hor jsou patrně nejvíce postiženým pohořím v České republice. Dokládají to např. hodnoty indexu L, který je měřítkem celkové čistoty ovzduší stanovené pomocí lišejníků. V Jizerských horách se index L pohyboval v rozsahu pouze 0-10, naproti tomu v Krkonoších byl 10-40 a v Novohradských horách, které jsou asi nejčistší částí Čech, dosahoval hodnot 20-80. Danou skutečnost potvrdily i chemické rozbory stélek terčovky bublinaté odebírané na Černé hoře. Např. koncentrace arzenu zde byly cca 7x, kobaltu 10x, chromu 9x, železa 6x, antimonu 3x a thoria 10x vyšší, než na odpovídající lokalitě na Šumavě.
(2) Jednoznačně hlavním zdrojem emisí byly elektrárny v Polsku a bývalé NDR. Imisní zátěž zřetelně ubývá ve směru západ-východ, tedy od těchto zdrojů. Tento gradient lze sledovat nejen v Jizerských horách, ale pokračuje dále i v Krkonoších. Vliv emisí z průmyslové aglomerace Liberec - Jablonec n. N. - Tanvald byl mnohem menší, a to i přesto, že tento průmyslový region s dlouholetou tradicí přímo s Jizerskými horami sousedí. Vývoj v dalších dvaceti letech dal těmto výsledkům za pravdu. Vysoká imisní zátěž, kterou lišejníky signalizovaly několik desítek let předem, překročila únosnou kapacitu pro smrkové porosty se všeobecně známým výsledkem.
Závěr S rozpadem smrkových porostů ale epifytické lišejníky z Jizerských hor nezmizí. Přežívají na jeřábech, javorech, jasanech a dalších listnatých stromech, kde mají vzhledem k chemismu kůry lepší životní podmínky. Ale na záclony provazovek (r. Usnea) v lesích si budeme muset několik desítek let počkat. Dokud nedoroste nová generace smrkových porostů a čistota ovzduší se nezlepší natolik, aby i tak citlivé druhy lišejníků, jako jsou "Krakonošovy vousy", se opět vrátily.
Přehled několika druhů lišejníků typických pro smrkové porosty Jizerských hor:
Misnička zelenkavá (Lecanora conizaeoides): drobný korovitý lišejník, který vytváří na borce stromů šedozelené zrnité povlaky s malými hnědožlutými miskovitými plodničkami. Vzhledem ke své vysoké toleranci k průmyslovým exhalátům se během posledních let šíří do oblastí se znečištěným ovzduším. Na velké části Jizerských hor je jediným druhem rostoucím na smrku.
Terčovka bublinatá (Hypogymnia physodes): lupenitý lišejník s růžicovitou šedozelenou stélkou. Konce laloků obsahují rtovité bělavé prachovité útvary, z nichž se uvolňují shluky řasových buněk opletené houbovými vlákny, sloužící k rozmnožování. Přestože patří ke značně odolným druhům, ustupuje především v západní návětrné části Jizerských hor.
Terčovka otrubčitá (Pseudevernia furfuracea): lišejník s keřovitou stélkou, s úzkými větvenými laloky šedé barvy, až 10 cm dlouhými. Spodní strana je fialová. Ve smrčinách dříve naprosto hojný druh, dnes díky citlivosti k imisím výrazně ustupuje. Roztroušeně se vyskytuje ve východní části Jizerských hor.
Pukléřka sivá (Platismatia glauca): lupenitá, široce laločnatá stélka šedomodré barvy, na spodní straně hnědá nebo hnědočerná. Dříve velmi hojný druh na smrku a buku, dnes výrazně ustupuje. Je značně citlivá na znečištění ovzduší, stélka pod vlivem imisí přechází do růžové až červené barvy a odumírá. V Jizerských horách dnes roztroušeně ve východní části.
Provazovka (r. Usnea): lišejníky s hrubě vláknitou až provázkovitou a větvenou stélkou žlutošedé až zelenošedé barvy. Dříve rostly hojně od nížin až po horské polohy a ve smrkových lesích vytvářely husté porosty splývající z větví jako záclony. Známé jsou jako "Krakonošovy vousy". V Jizerských horách na smrcích prakticky vymizela, drobné zlomky stélek lze vzácně nalézt ve východní části.
reklama
Již od základní školy si pamatujeme lišejníky ze dvou důvodů. Za prvé jako organismy, které rostou vždy na severní straně kmene a můžeme podle nich určovat světové strany, a za druhé jako příklad symbiózy dvou druhů organismů. Zatímco první tvrzení je velmi nepřesné, protože o umístění lišejníků na kmeni rozhoduje kombinace přístupu srážek a světla, a proto můžeme nalézt někdy nejvíce lišejníků i na jižní straně kmene, druhé tvrzení je pravdivé. V celé rostlinné a živočišné říši neexistuje příklad tak rozsáhlé skupiny, kde vzájemné soužití dvou odlišných druhů vedlo k vytvoření zcela nové struktury, která vypadá jako naprosto stejnorodý organismus. Lišejníky jsou podvojné organismy, jejichž stélka je tvořena z vláken houby (tzv. mykobiont) a buněk zelených řas nebo sinic (tzv. fykobiont). Z hlediska zařazení do biologického systému lze lišejníky považovat za houby se specifickou biologií, která vyplývá z těsného spojení s řasovou buňkou. Jedná se především o zvláštní formu výživy, kdy houba získává organické látky z fotosyntetizujících řas nebo sinic. Většina těchto hub patří mezi houby vřeckovýtrusné a pouze malá část mezi houby stopkovýtrusné. Lišejníky nacházíme na nejrůznějších substrátech, jako jsou skály, půda, stavební materiály nebo borka stromů. Pro téma, které jsme si zvolili, nás bude nejvíce zajímat poslední skupina. Jsou to lišejníky rostoucí na kmenech stromů, označované jako epifytické.
Příčinou jsou imise
Známý biolog Nylander si již v roce 1866 všiml, že lišejníky na stromech v Lucemburských zahradách v Paříži odumírají a mizí. Správně určil i příčinu: zplodiny ze spalování uhlí. Od té doby řada dalších pozorování a podrobných studií ukázala, že epifytické lišejníky jsou k imisím oxidů síry, oxidů dusíku, fluoru, těžkých kovů a dalších látek, které vznikají při spalování fosilních paliv, mimořádně citlivé. Reagují již na velmi nízké koncentrace a ustupují ze svých stanovišť mnohem dříve, než je možné pozorovat negativní reakce u jiných rostlin nebo živočichů. Příčin této vysoké citlivosti je víc a vzájemně se kombinují. Jmenujme ty základní:
(a) Stélka lišejníků není na povrchu vybavena nepropustnou vrstvou a průduchy jako vyšší rostliny, ale pouze propletenými houbovými vlákny, které vstupu imisí nemohou zabránit.
(b) Vodu přijímají přímo ze srážek i s látkami, které jsou v nich rozpuštěné. Epifytické druhy rostoucí na kmeni jsou navíc vystaveny srážkové vodě, která je splavována z velkého povrchu koruny stromů, a tak dávka škodlivin, kterou lišejníky dostávají, je mnohem větší, než by odpovídalo jejich povrchu.
(c) Lišejníky mají pomalý metabolismus, s tím souvisí i nízká růstová rychlost (řádově 0,1-10 mm ročně) a tedy i omezená regenerační schopnost při vnějším poškození.
(d) Symbiotická podstata lišejníků představuje určité rovnovážné soužití řasy a houby, které odpovídá daným ekologickým podmínkám. Jejich porušení může vést k rozpadu organismu.
(e) V neposlední řadě je zde zajímavá schopnost lišejníků kumulovat ve své stélce značné množství škodlivin, které může od určité hodnoty působit toxicky.
Lišejníky jako varovná čidla Citlivosti lišejníků je možné využít k hodnocení toxicity ovzduší. Velmi výhodná je zde především skutečnost, že jednotlivé lišejníkové druhy mají různou citlivost k imisím. Lze tedy sestavit celé indikační stupnice od druhů vysoce citlivých až po druhy velmi odolné. Mapování výskytu těchto druhů v krajině potom umožňuje rozlišit místa s různým stupněm imisní zátěže. Po tomto tvrzení může někoho napadnout, proč dnes v době mimořádně citlivých a přesných analytických přístrojů na měření látek v ovzduší je nutné se zabývat reakcemi lišejníků. Důvod je velmi zásadní. Analytické přístroje a lišejníky hodnotí každý něco jiného. Analytické přístroje měří koncentrace jednotlivých látek v ovzduší, ale samotné jejich hodnoty nám říkají jen velmi málo o tom, jaké budou reakce jednotlivých organismů v ekosystému. Lišejníky naopak odrážejí reakce organismů, ale není možné na jejich základě stanovovat koncentrace látek v ovzduší. Jsou biologickým modelem, který v sobě integruje celou imisní situaci. Reagují na celou směs látek v ovzduší, na dobu působení i na jejich koncentrační výkyvy. A právě náhlá vysoká, třeba i krátkodobá maxima jsou pro organismy vysoce nebezpečná. Lišejníky a analytické přístroje tedy nestojí proti sobě, ale pro prognózu chování ekosystémů pod vlivem imisí se vhodně doplňují.
Stav v Jizerských horách
Dosavadní text se zabýval obecnými vlastnostmi lišejníků a možností jejich využití v bioindikaci. Jaká je tedy konkrétní situace v Jizerských horách? Liberecko patřilo k významným průmyslovým oblastem již celé 19. století. Nelze se proto divit, že již v prvních rozsáhlejších pracích německých lichenologů (Anderse, Ehrlicha, Hilitzera) ze začátku 20. století se objevují zmínky o dílčím ústupu nejcitlivějších druhů z této oblasti. K podobným závěrům dochází i Nádvorník po druhé světové válce. První podrobný průzkum zaměřený přímo na bioindikační využití lišejníků jsem zpracoval pro Správu Chráněné krajinné oblasti Jizerské hory v roce 1980. Výzkum byl zaměřen na tehdejší základní porosty Jizerských hor, tj. smrkové monokultury a horské smrčiny. Průzkum ukázal, že lišejníková flóra je zde již velmi chudá. Na dvaceti lokalitách bylo nalezeno pouze pět lupenitých a křovitých lišejníků: terčovka bublinatá (Hypogymnia physodes), terčovka hnědavá (Parmelia exasperatula), terčovka otrubčitá (Pseudevernia furfuracea), pukléřka sivá (Platismatia glauca) a pukléřka zelenavá (Cetraria chlorophylla). Navíc kromě terčovky bublinaté se všechny ostatní druhy nacházely jen ve velmi omezeném množství. To dokazovalo, že imisní zátěž je zde již po dlouhou dobu a je velmi intenzivní.
Z výsledků vyplynuly dva základní závěry:
(1) Jizerské hory patří k oblastem s vysokou až velmi vysokou imisní zátěží a vedle Krušných hor jsou patrně nejvíce postiženým pohořím v České republice. Dokládají to např. hodnoty indexu L, který je měřítkem celkové čistoty ovzduší stanovené pomocí lišejníků. V Jizerských horách se index L pohyboval v rozsahu pouze 0-10, naproti tomu v Krkonoších byl 10-40 a v Novohradských horách, které jsou asi nejčistší částí Čech, dosahoval hodnot 20-80. Danou skutečnost potvrdily i chemické rozbory stélek terčovky bublinaté odebírané na Černé hoře. Např. koncentrace arzenu zde byly cca 7x, kobaltu 10x, chromu 9x, železa 6x, antimonu 3x a thoria 10x vyšší, než na odpovídající lokalitě na Šumavě.
(2) Jednoznačně hlavním zdrojem emisí byly elektrárny v Polsku a bývalé NDR. Imisní zátěž zřetelně ubývá ve směru západ-východ, tedy od těchto zdrojů. Tento gradient lze sledovat nejen v Jizerských horách, ale pokračuje dále i v Krkonoších. Vliv emisí z průmyslové aglomerace Liberec - Jablonec n. N. - Tanvald byl mnohem menší, a to i přesto, že tento průmyslový region s dlouholetou tradicí přímo s Jizerskými horami sousedí. Vývoj v dalších dvaceti letech dal těmto výsledkům za pravdu. Vysoká imisní zátěž, kterou lišejníky signalizovaly několik desítek let předem, překročila únosnou kapacitu pro smrkové porosty se všeobecně známým výsledkem.
Závěr S rozpadem smrkových porostů ale epifytické lišejníky z Jizerských hor nezmizí. Přežívají na jeřábech, javorech, jasanech a dalších listnatých stromech, kde mají vzhledem k chemismu kůry lepší životní podmínky. Ale na záclony provazovek (r. Usnea) v lesích si budeme muset několik desítek let počkat. Dokud nedoroste nová generace smrkových porostů a čistota ovzduší se nezlepší natolik, aby i tak citlivé druhy lišejníků, jako jsou "Krakonošovy vousy", se opět vrátily.
Přehled několika druhů lišejníků typických pro smrkové porosty Jizerských hor:
Misnička zelenkavá (Lecanora conizaeoides): drobný korovitý lišejník, který vytváří na borce stromů šedozelené zrnité povlaky s malými hnědožlutými miskovitými plodničkami. Vzhledem ke své vysoké toleranci k průmyslovým exhalátům se během posledních let šíří do oblastí se znečištěným ovzduším. Na velké části Jizerských hor je jediným druhem rostoucím na smrku.
Terčovka bublinatá (Hypogymnia physodes): lupenitý lišejník s růžicovitou šedozelenou stélkou. Konce laloků obsahují rtovité bělavé prachovité útvary, z nichž se uvolňují shluky řasových buněk opletené houbovými vlákny, sloužící k rozmnožování. Přestože patří ke značně odolným druhům, ustupuje především v západní návětrné části Jizerských hor.
Terčovka otrubčitá (Pseudevernia furfuracea): lišejník s keřovitou stélkou, s úzkými větvenými laloky šedé barvy, až 10 cm dlouhými. Spodní strana je fialová. Ve smrčinách dříve naprosto hojný druh, dnes díky citlivosti k imisím výrazně ustupuje. Roztroušeně se vyskytuje ve východní části Jizerských hor.
Pukléřka sivá (Platismatia glauca): lupenitá, široce laločnatá stélka šedomodré barvy, na spodní straně hnědá nebo hnědočerná. Dříve velmi hojný druh na smrku a buku, dnes výrazně ustupuje. Je značně citlivá na znečištění ovzduší, stélka pod vlivem imisí přechází do růžové až červené barvy a odumírá. V Jizerských horách dnes roztroušeně ve východní části.
Provazovka (r. Usnea): lišejníky s hrubě vláknitou až provázkovitou a větvenou stélkou žlutošedé až zelenošedé barvy. Dříve rostly hojně od nížin až po horské polohy a ve smrkových lesích vytvářely husté porosty splývající z větví jako záclony. Známé jsou jako "Krakonošovy vousy". V Jizerských horách na smrcích prakticky vymizela, drobné zlomky stélek lze vzácně nalézt ve východní části.
reklama
Online diskuse
Redakce Ekolistu vítá čtenářské názory, komentáře a postřehy. Tím, že zde publikujete svůj příspěvek, se ale zároveň zavazujete dodržovat pravidla diskuse. V případě porušení si redakce vyhrazuje právo smazat diskusní příspěvěk
