Флюоресценция лишайников под ультрафиолетом¶
Флюоресценция лишайников — способность таллома (тела) лишайника излучать видимый свет при облучении ультрафиолетовым излучением. Явление обусловлено наличием в составе лишайника вторичных метаболитов — веществ, которые поглощают ультрафиолет и переизлучают его в видимой области спектра. Под лампами с длиной волны 365 нм (UV-A) многие виды лишайников светятся голубовато-белым, зелёным, оранжевым или жёлтым цветом, что используется в полевой ботанике для их быстрой идентификации.
¶Природа свечения
¶Механизм флуоресценции
Свечение лишайника под ультрафиолетом не является фосфоресценцией или биолюминесценцией. Это классическая флуоресценция: молекула поглощает фотон ультрафиолетового излучения, переходит в возбуждённое состояние и практически мгновенно (за наносекунды) испускает фотон с большей длиной волны, попадающий в видимый спектр. Свечение прекращается одновременно с выключением источника ультрафиолета.
¶Флуорохромы
За свечение отвечают вторичные метаболиты лишайников, называемые флуорохромами. Основные из них:
- Усниновая кислота — один из самых распространённых лишайниковых кислот; даёт яркое жёлто-зелёное свечение.
- Атранорин — даёт бледно-жёлтое или кремовое свечение; характерен для многих родов, например Parmelia и Flavoparmelia.
- Складариновая кислота — даёт оранжевое свечение; типична для рода Cladonia (лишайники-икотники).
- Реактивные кислоты (ванилиновая, салициловая и др.) — дают голубоватое или белое свечение.
Флуорохромы накапливаются в корковом слое таллома, поэтому свечение чаще всего исходит от верхней поверхности лишайника. Внутренняя часть — губчатый слой — обычно не светится.
¶Классификация по типу свечения
Полевые определители делят лишайники по характеру флуоресценции на группы:
| Цвет свечения | Типичные вещества | Примеры родов |
|---|---|---|
| Зелёный и жёлто-зелёный | Усниновая кислота | Usnea, Ramalina, Evernia |
| Бледно-жёлтый, кремовый | Атранорин | Parmelia, Flavoparmelia, Xanthoria |
| Оранжевый | Складариновая кислота | Cladonia, Sticta |
| Голубовато-белый | Реактивные кислоты | Lepraria, некоторые Parmelia |
| Не светится | Флуорохромы отсутствуют | Многие виды рода Umbilicaria |
¶Применение в определении
¶Полевая диагностика
Ультрафиолетовая лампа — стандартный инструмент лихенолога. Метод позволяет за секунды отличить внешне сходные виды. Например, Parmelia sulcata и Parmelia omphalodes в обычном свете выглядят похоже, но под ультрафиолетом первый даёт яркое зелёное свечение, а второй — тусклое. Метод особенно ценен для определения лишайников рода Cladonia, где цвет свечения подкапюшонника (под apothecium) указывает на видовую принадлежность.
¶Медицинские и фармацевтические исследования
Флуоресценция используется при анализе лишайниковых экстрактов в лабораторных условиях. Наличие и интенсивность свечения позволяют судить о содержании усниновой кислоты и других биологически активных веществ, обладающих антибактериальными и противовоспалительными свойствами.
¶Экологический мониторинг
Некоторые виды лишайников, накапливающие определённые флуорохромы, используются как индикаторы загрязнения воздуха. Изменение интенсивности флуоресценции может отражать накопление тяжёлых металлов в талломе.
¶Условия наблюдения
Для наблюдения флуоресценции необходимы:
- Источник ультрафиолета — светодиодная лампа с длиной волны 365 нм (оптимально) или 395 нм; лампы с длиной волны 254 нм (коротковолновый UV-C) дают менее выраженное свечение и требуют осторожности.
- Тёмное помещение — свечение видно только в полной темноте или при сильном затемнении.
- Сухой таллом — влажный лишайник светится слабее, так как вода гасит часть флуоресценции.
¶Ограничения метода
Флуоресценция не является абсолютным диагностическим признаком. Цвет свечения зависит от концентрации флуорохромов, возраста таллома, освещённости места произрастания и степени загрязнения. Некоторые виды, не содержащие флуорохромов, не светятся вовсе, и их определение требует химических тестов (щелочные, калиевые, йодные пробы) или микроскопии спор.
¶История
Метод ультрафиолетовой диагностики лишайников был предложен в середине XX века. Шведский лихенолог Йоран Аман (Göran Ahlner) в 1950-х годах систематизировал данные о флуоресценции скандинавских видов и предложил использовать цвет свечения как вспомогательный признак в определительных таблицах. В СССР метод получил распространение в 1970-е годы, когда в практику лихенологических исследований вошли переносные ультрафиолетовые лампы.
¶Исторические источники
- Ахметова И. М. Лишайники: определитель. — М.: Товарищество научных изданий КМК, 2008.
- Окснер А. М. Определитель лишайников СССР. — Л.: Наука, 1974.
- Ahlner G. Ultraschallfluorescenz bei Flechten // Svensk Botanisk Tidskrift. — 1950.
- Brodo I. M., Sharnoff S. D., Sharnoff S. Lichens of North America. — Yale University Press, 2001.