Текст книги "Таинственная жизнь грибов. Удивительные чудеса скрытого от глаз мира"

В темноте легко шептаться

Как можно наглядно представить себе работу этой лесной биржи? Для того чтобы привлечь гриб к корням, растения используют стриголактон – растительный гормон. Среди миллиардов почвенных организмов «возлюбленный гриб» в полной тьме и плотной среде находит верную дорогу к «своему корню». Гриб отвечает на вызов другим веществом, так называемым myc-фактором (в химическом отношении это олигомер хитина). С помощью этого фактора гриб словно говорит: я уже близко, сейчас будет контакт; можешь не отключать защитные механизмы, просто отдай новые тонкие побеги от корня, чтобы я спокойно их оплел. Эту пресимбиотическую фазу, с точки зрения человека, можно назвать периодом нежного ухаживания. На этой стадии речь идет об установлении доверительных отношений. Осторожность не повредит, потому что повсюду прячутся потенциальные паразиты и «брачные аферисты» – они только и ждут своего шанса. Во время этого предварительного знакомства в клетках будущих партнеров происходят драматические изменения: в то время, когда гриб образует гифоподиум, с помощью которого он прикрепляется к корню растения, клеточная перестройка происходит также и в клетках коры корня в участке, расположенном под гифоподиумом. В клетках растения цитоскелет и эндоплазматический ретикулум формируют так называемый препенетрационный аппарат, который прокладывает грибной гифе (то есть грибной клеточной нити) путь через эпидермальные клетки корня. Гриб проникает в корень без насилия, хозяин сам освобождает ему путь. Между клеточными слоями коры (кортекса) грибные нити тоже могут распространяться по своей длине, откуда в виде древовидных разрастаний проникают в клетки внутренней коры. Эти разрастания представляют собой разветвленные грибные гифы.

О пользе сетей

Упомянутые выше стриголактоны в качестве первичных пусковых факторов позволяют растениям достичь многого: они поддерживают корни в здоровом состоянии и стимулируют образование микориз, что в свою очередь способствует увеличению всасывания фосфатов, других питательных веществ и воды из почвы. От этого партнерства выигрывает и гриб: он получает свою долю сахара, который растения образуют в ходе фотосинтеза.

Таким образом гормональный шепот в лесной почве рассказывает об общении и сотрудничестве, что на более высоком уровне приводит к обоюдной пользе. Лес – это единое целое, спаянный коллектив, состоящий из бесчисленных индивидов, они сосуществовали в течение сотен миллионов лет и научились к всеобщей выгоде обмениваться информацией. Они общаются и с нами, людьми, которые приходят в лес в гости.

В лесу мы находим источник духовности, и он может менять нашу жизнь к лучшему. Когда мы открываемся, то начинаем расти вместе с лесом, с деревьями, со всеми невидимыми грибами и превращаемся в один огромный мицелий жизни. Именно эта глубокая эмпатия ко всему живому делает нас настоящими людьми. «У нас есть корни, и эти корни растут не из бетона, – утверждает Андреас Данцер, сын покойного австрийского музыканта Георга Данцера. – В сокровенной глубине своей души каждый человек ощущает стремление сблизиться с природой». Если же воспользоваться словами Пьеро Каламандреи, то можно сказать, что «все текут в лес: в те немногие дни эти люди снова обретают радость жизни, счастье, свободу трудиться в согласии с миром».

Бемби, лиловая корова, желтые утки и синдром дефицита природы

Сегодня истинную близость к природе отнюдь нельзя считать само собой разумеющейся. Растут поколения, которые скорее (или пока) пребывают в цифровом мире, а не в универсальной сети великой природы. В этой связи психологи и психиатры уже говорят о синдроме дефицита природы. Нарастающее отчуждение от природы дает весьма странные всходы. Проведенный в середине 1990-х годов в Баварии знаменитый эксперимент показал, что 30 % из 40 000 участвовавших в нем детей, помня о расцветке рекламного ролика производящей шоколад фирмы, выкрасили корову в лиловый цвет. В 1997 году 7 % опрошенных детей были уверены, что утки желтые. В 2003 году таких детей было уже 11 %.

Это всего лишь легкие и вызывающие усмешку симптомы галопирующего, нешуточного отчуждения от природы. Незнание форм, процессов и явлений окружающей среды, отсутствие живой связи с ритмами, циклами и проявлениями мира природы – все это имеет тяжкие последствия для отдельных людей и общества в целом. Дело не только в том, что природа становится чуждой и незнакомой, а в том, что ее перестают воспринимать как ценность, а значит, ее можно без сожаления разрушать. Отчуждение от природы отчуждает нас от человечности. Ведь, будучи людьми, мы и сами являемся природой! Мы выросли не из бетона и асфальта.

В этой сложной ситуации грибы могут стать чудесными, укорененными в почву педагогами, которые укажут нам путь возвращения к восприятию бытия природы. И это отнюдь не преувеличение, это реальность.

Известен феномен почти религиозного преклонения перед природой – так называемый бемби-синдром. Вместо того чтобы показывать природу жестокой и брутальной, каковой она на самом деле и является, люди рисуют фантастическое изображение природы в виде, в каком она предстает в комиксах, диснеевских фильмах и детских книжках: в виде гармоничной идеализированной картинки с розовыми счастливыми животными и с милыми мухоморами. Для того чтобы примириться с реальностями природы и найти уравновешенный подход к ней, едва ли подходят следующие правила: «Сажать деревья – хорошо, рубить деревья – плохо, а все охотники по своей сути убийцы». Здесь нет и следа истинной связи с природой и истинной любви к жизни как таковой. Природа многолика. Принять ее такой, какая она есть, – необходимая составляющая любви к жизни. Планету населяют и такие существа, как хищные звери и паразиты. Нам, конечно, трудно заставить себя любить их, но нам не остается ничего другого, как принять их как часть реальности и в который раз удивиться безграничной изобретательности жизни.

Если вы хотите познать хотя бы долю всех чудес, происходящих в почве, то последуйте примеру американского профессора-эколога Дэвида Хаскелла, который, вооружившись лупой, в течение целого года изучал квадратный метр лесной почвы, наблюдая взаимоотношения населяющих ее крошечных существ. На вопрос о том, не было ли ему безмерно скучно, Хаскелл ответил: «Никоим образом. Каждый день существа ошеломляли меня какой-нибудь новостью на этом единственном квадратном метре, каждый день они рассказывали мне множество интереснейших историй. Чем дольше я смотрел, слушал и принюхивался, тем интереснее становились наблюдения».

Подъельник обыкновенный – мрачный одиночка белого цвета

Изобретательность природы удивляет, но давайте попробуем направить свое внимание на то, что согласно человеческим нравственным категориям считается «аморальным». Поговорим о широко распространенном в Северном полушарии растении – подъельнике обыкновенном (Monotropa hupopitys). О чуде микоризы мы уже расказывали. Если принять во внимание творческий потенциал эволюции, то было странно, если бы ни одно другое живое существо не пришло бы к идее злоупотребить этой чудесной системой. И вот пожалуйста, есть подъельник, растение, лишенное хлорофилла и напоминающее своей беловато-желтоватой окраской спаржу, паразитическое растение, утратившее способность к фотосинтезу. Вместо этого оно вцепляется в подходящие участки грибных нитей микоризы в месте соединения древесного корня и гриба. Тем, что подъельник внедряется в канал связи между деревом и грибом, он очень напоминает интернет-хакера.

Ученые, исследовавшие микоризы, давно обратили внимание на это своеобразное растение, но его долгое время считали сапрофитом, питающимся отмершей органической биомассой, как это делают многие грибы. Подобные представления изменились, после того как микоризу рядовки (род Tricholoma) рассмотрели под лупой. Подъельник паразитирует на симбиотических мостиках, связывающих эти грибы с деревьями. Как только это выяснилось, пришлось придумать специальный термин для обозначения этих особенных живых существ: микогетеротрофы. Уже в 1960 году Эрик Бьёркман исследовал данный феномен с помощью радиоактивной метки, и он же ввел в науку термин «эпипаразитизм», которым обозначил эту форму воровства питательных веществ.

Без грибов не будет и орхидей

В этой связи мы не можем обойти вниманием и орхидеи (Orchidaceae). Эта широко распространенная группа, включающая в себя до 30 000 видов и представляющая собой второе по численности видов семейство цветковых растений, или покрытосеменных (Magnoliophyta), есть не что иное, как облигатный микотроф. Ни одна орхидея не может увидеть свет без содействия гриба. Так как семена орхидеи очень малы, они неспособны самостоятельно поддерживать стадию прорастания, для этого им нужна помощь гриба, который поставляет семенам необходимые питательные вещества. Гриб-микориза проникает в зародыш, а оттуда прорастает в формирующийся корень, в то время как побеги и корневые клубни остаются свободными от гриба. Таким образом орхидеи на первых стадиях своего жизненного цикла полностью зависят от грибов. Некоторые грибы остаются в растениях дольше. Многие виды орхидей приобретают зеленые листья и переходят к автотрофному питанию, и тогда грибные гифы становятся лишними.

Мы не можем позволить себе задержаться в чудесном царстве орхидей. На следующем этапе нашего путешествия мы вступим в волшебный лес грибов. Здесь нам откроются их невероятные таланты, ошеломляющие способности и безграничные возможности. Мы узнаем, что таинственные нитчатые создания могут почти все.

3. Волшебная подземная жизнь может почти все
Грибы: строители дорог, радиологи и медики

Радиоактивный углерод, введенный учеными в березу, опустился по ее сосудам в землю, проник в грибы, а через них в растущую рядом пихту.

Петер Вольлебен

Большинство людей очень мало знает о грибах. Между тем многие, не имеющие отношения к биологии, интересуются грибами больше, чем растениями. Может быть, так происходит, потому что плодовые тела грибов не просто съедобные, а еще и очень вкусные, конкурируют с самыми изысканными деликатесами? Но возможно, очарование грибов связано с чем-то более глубоким и разнообразным. В этой главе мы погрузимся в чудесный мир грибов и познакомимся с ними как с непревзойденными мастерами выживания, коварными хищниками, гениальными планировщиками и умелыми специалистами по реутилизации отходов.

Дерево и гриб: неразлучная парочка

Совместная жизнь деревьев и грибов считается одним из величайших чудес нашего мира. Самые известные из съедобных грибов – часть этого чуда. Большинство из них – облигатные симбионты – свои вкусные плодовые тела могут образовывать только совместно с корнями деревьев. Если бы не было этой тесной связи, то нам пришлось бы вычеркнуть из меню такие деликатесы, как белые грибы и лисички.

Одно-единственное дерево способно вступать в ассоциацию с сотней различных видов грибов, причем индивидуальных представителей каждого вида может быть тоже великое множество. Один кубический сантиметр почвы может содержать до двадцати километров (!) тончайших грибных нитей. Подобно нейронам человеческого мозга гриб прорастает везде и всюду, образуя невероятно сложное переплетение. Таким образом грибы образуют, по определению, данному этноботаником Вольфом-Дитером Шторлем, растительный мозг. Грибы направляют информационные потоки, связывающие их с окружающей экосистемой, но и корни являются воплощением растительного интеллекта. Посредством тончайших корневых побегов растения на ощупь, «тестируя» почву, пронизывают ее во всех направлениях. В процессе роста эти побеги выискивают молекулы воды и следовые элементы.

Товарообмен в подземном мире

Нитчатые обитатели подземного мира, которые плотно пронизывают почву, охотно делятся с деревьями своей добычей: почти все минеральные вещества, добытые в почве, они отдают растениям, ведь те, будучи фотосинтезирующими организмами, нуждаются в дополнительных питательных веществах. Растения с удовольствием принимают эти дары. Их корни просто не в состоянии извлечь из почвы все необходимые минеральные вещества так же эффективно, как это делают тонкие грибные нити, снабженные почти всемогущими ферментами. Однако симбиоз предполагает не только получение, но и отдачу. Растения одаряют грибы сахаром (преимущественно глюкозой), который они обильно производят в процессе фотосинтеза. Растение отдает грибам до 20 % произведенного сахара. Помимо углеводов помощники получают от растений также и другие полезные вещества: это, например, витамины или их предшественники. Дело в том, что грибы, так же, как и мы, люди, неспособны самостоятельно синтезировать витамины. В настоящее время считается, что заселение суши растениями стало возможным лишь благодаря симбиозу грибов и растений, и сомнительно, что такой неспецифический симбиоз мог возникнуть позднее. Представители обоих царств получают взаимную выгоду от этого симбиоза уже в течение сотен миллионов лет, а вместе с ними выгоду получают и другие живые существа. Таким образом, можно сказать, что движущей силой эволюции является не конкуренция, а сотрудничество, что подтверждает мудрый афоризм: сила в единстве. Это сотрудничество может дать удивительные плоды!

Грибы-рекордсмены

Вопрос о том, какие живые существа самые большие, имеет множество разнообразных ответов. Тяжелейшее из известных животных – это синий кит (Balaenoptera musculus), относящийся к усатым китам (подотряд Mysticeti), а следовательно, млекопитающее. Самые крупные особи достигают в длину 33 метров (такая длина могла быть лишь у немногих ископаемых ящеров), а масса их тела достигает 200 тонн. Такое тяжелое животное может обитать только в воде.

Если мы распространим наш поиск на растения, то самым большим растением окажется гигантская секвойя, одна из секвой Калифорнийского национального парка, и она еще больше, чем кит, особенно если мы вспомним ее «длину» и объем: высота этого дерева 83,8 метра, объем – около 1487 кубических метров, а масса больше 2100 тонн. Этой секвойе больше 3000 лет, то есть и по возрасту она старше любого животного.

Если же мы включим в этот конкурс еще и грибы, то сюжет станет поистине захватывающим: найденная в 2000 году в американском штате Орегон грибница опят весит столько же, сколько четыре взрослые самки синего кита. По весу гигантская секвойя больше этой грибницы всего в два раза. Но линейные размеры грибницы далеко превосходят размеры всех существующих на земле живых организмов. Опята занимают площадь около 889 гектаров, что соответствует площади 1200 футбольных полей.

Предположительно самая большая грибница Европы, обнаруженная в Швейцарском национальном парке вблизи перевала, занимает площадь 500 × 800 метров. Этот осенний опенок, имеющий почтенный возраст в 1000 лет, относится к тому же виду, что и американский рекордсмен.

Так что если говорить о величине, то грибы, таким образом, занимают в этом конкурсе первое место. Но только на пнях или ослабленных стволах деревьев эти самые крупные организмы мира являют свету свои желтоватые шляпки – плодовые тела, которые в самом лучшем случае достигают высоты 12 сантиметров. Однако для лесничих и владельцев лесных угодий опята суть подлинное бедствие – это катастрофа для национальных парков. Опята, которых ученые относят к роду Armillaria, паразитируют на деревьях и могут привести к их вымиранию. После гибели дерева гриб может существовать на нем еще несколько лет, как это делает, например, плесневик, сапрофитный гриб, который может питаться омертвевшими органическими тканями древесины. Этот гриб – враг лесников, и с ним трудно смириться и справиться: мощный грибной организм распространяется в толщу почвы на глубину до одного метра. Грибница медленно, но неуклонно пожирает дерево за деревом, распространяясь под землей, пробуравливая ее своими непрерывно образующимися новыми черно-коричневыми нитями толщиной около одного миллиметра, общая длина которых просто не поддается точному измерению. Считается, что возраст орегонского гиганта составляет около 2400 лет.

В наших широтах больше всего распространен опенок обыкновенный, мы можем видеть его в лесах осенью. В славяноязычных странах опята называют «вацлавками», и это слово проникло в немецкий язык, на котором эти грибы часто называют «венцельпильц». Это название возникло из-за того, что появляются эти грибы, как правило, около 28 сентября, дня покровителя Чехии святого Вацлава.

Доисторические подвиги «лесных человечков»

В наидревнейшие времена, на заре зарождения жизни, грибы уже играли решающую роль. Многие ученые полагают даже, что существовали времена, когда грибы господствовали на нашей планете – после той достопамятной катастрофы в конце мелового периода, то есть около 65 миллионов лет назад, когда удар огромного метеорита на много месяцев погрузил Землю во тьму, что погубило большую часть растений и животных. Между прочим, считается, что именно тогда вымерли и динозавры. Для грибов же после этого наступило райское время, как бы кощунственно ни звучало это для нашего уха. Вокруг громоздились груды «трупов», на которых пировали грибы, выступавшие в роли «редуцентов». Редуценты – это существа, разлагающие остатки погибших растений и животных. Именно такие остатки и составляли основное меню тогдашних грибов. Волна вымирания на рубеже мелового и третичного периодов для грибов стала, возможно, самым благодатным временем. По составу отложений в Новой Зеландии можно судить о том, что тогда происходило: из соответствующих слоев исчезла обычно обильно присутствующая в отложениях пыльца растений, и слой толщиной в четыре миллиметра состоял практически только из грибных спор и нитей. Очень медленно и постепенно возвращался на Землю солнечный свет, а с ним флора и фауна.

Гигант допотопной эпохи: водоросль, лишайник, растение или гриб?

В течение длительного времени до этой катастрофы на Земле обитали существа, которые до сих пор являются головоломкой для палеонтологов. Если бы нам удалось переместиться во времени на 350–420 миллионов лет назад, то мы едва ли узнали бы наш мир девонского периода. Первыми сухопутными животными были сороконожки, бескрылые насекомые и черви, а в подводном царстве расцвет переживали позвоночные, готовясь выйти на сушу и попытаться ее освоить. В девонском периоде начали заселять сушу первые высшие растения. В этом им помогали более ранние поселенцы – грибы, которые уже освоили сушу и имели тогда удивительно большие размеры.

К небу устремлялись громадные грибные монстры, прототакситы (род Prototaxites), высотой от двух до девяти метров и толщиной ножки до одного метра, возвышавшиеся над низкой растительностью. Насколько мы знаем, это были самые высокие и крупные наземные живые организмы того времени.

Наши знания об ископаемых остатках пока весьма фрагментарны и отрывочны, и это сильно затрудняет работу ученых. Сам этот ископаемый гриб похож на древесный обрубок, а научное название Prototaxites дано из-за сходства с тисом (род Taxus). Исследователи до сих пор гадают, кто был ближайшим родичем этого гиганта. Перебрали всех возможных кандидатов – бурые водоросли, лишайники и растения. Однако только в 2007 году было окончательно решено отнести прототакситы к грибам.

Появление грибов-великанов в ту эпоху, вероятно, стало возможным по причине отсутствия существ, способных их съесть; одинокий гриб мог беспрепятственно расти в течение длительного времени.

Победитель радиации

Однако и те грибы, которые не смогли так хорошо устроиться, часто тоже неплохо себя чувствуют. Удивительную форму выживания развили у себя грибы, относящиеся к видам Cryptococcus neoformans и Wangiella dermatitidis: они принадлежат к так называемым радиотрофным грибам. То, что убивает другие живые существа, способствует процветанию этих грибов. Профессор Артуро Касадевалль из Нью-Йоркского медицинского колледжа им. Альберта Эйнштейна имел возможность проанализировать пробы грунта из района аварии чернобыльского атомного реактора. Оказалось, что там погибло не все. Один черный гриб прекрасно себя чувствовал при дозе облучения, абсолютно смертельной для любого другого живого существа. Мало того, радиация стимулировала у этого гриба обмен веществ. Очевидно, грибы, содержащие пигмент меланин, способны использовать радиацию как источник энергии. Меланин – это красный, коричневый или черный пигмент, отвечающий за окраску кожи, волос, перьев и глаз у животных и человека. Грибы используют меланин для адаптации к экстремальным условиям внешней среды – он поглощает энергию радиоактивного излучения.

Присутствие таких пигментированных грибов типично для почвенных слоев с повышенной радиоактивностью, а также для холодных арктических и антарктических регионов. Энергия излучения загадочным образом превращается в химическую энергию и позволяет грибу синтезировать высокоэнергетические соединения. Екатерина Дадахова, сотрудница того же колледжа, сравнивает действие меланина с действием хлорофилла растений. Меланин использует другой отрезок электромагнитного спектра, ионизирующее излучение, для роста гриба. Правда, исследования в этой области только начинаются. Грибы и их пигмент меланин до сих пор остаются одной из бесчисленных микологических загадок. Загадок этих действительно хватает.