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

Добыть огонь с помощью грибов…

Про человека, находящегося в состоянии пивного опьянения, часто в обиходе говорят, что он «зажигает». Фактически наши предки знали не только эту форму вызываемого грибами зажигания. С помощью гриба-трутовика они на самом деле зажигали костры в своих стойбищах. Трутовик, наряду с галлюциногенными («сводящими с ума») и съедобными грибами, относится к числу грибов, которыми человек пользовался с незапамятных времен. Трутовик – это древнейшая в мире зажигалка. Fomes fomentarius, таково научное название этого гриба, был обнаружен при раскопках культуры Маглемозе (9000–6500 лет до н. э.) на западной оконечности острова Зеландия в Дании, а также в предметах из дерева и костей, найденных в богатейшей мезолитической стоянке Стар-Карр близ Скарборо в Англии, в Северном Йоркшире. Носители этой культуры были охотниками и собирателями, без трутовика они не могли бы добывать огонь в течение тысячелетий. Более поздние находки происходят из известного свайного поселения Альвастры в Эстерётланде, в Швеции, и из поселения на болоте близ Эренштейна возле города Ульм (Германия), где была раскопана шуссенридерская культура. Когда и как наши предки нашли подходящий для этой цели гриб, пока, однако, неизвестно.

Гриб-трутовик селится на больных лиственных деревьях, прежде всего на буках и березах. Не заметить его многолетнее серого цвета плодовое тело, представляющее собой образование длиной до 30 сантиметров, похожее на рукав, невозможно. Многие люди бродят по лесам, проходя мимо этих грибов, не подозревая, что они могут рассказать один из самых захватывающих сюжетов в культурной истории человечества. Из этого губчатого гриба с незапамятных времен изготовляли труты – это искусство теперь находится на грани вымирания. Гриб нарезают ломтями и варят, для того чтобы выделить рыхлую волокнистую сердцевину, так называемую траму. После этого сваренный гриб деревянным молотком вбивают в лепешку навоза, чтобы размягчить трут. Затем его высушивают и пропитывают раствором селитры. В стародавние времена с той же целью трут в течение нескольких дней выдерживали в моче.

После высушивания самую древнюю в мире зажигалку можно было считать готовой; ее укладывали в мешочек или в специально изготовленный ящичек вместе с кремнем и кусочком пирита или металла – кремень и металл использовали для высекания искр. При необходимости трут укладывали на кремень, по которому били металлом или пиритом для получения искр. Искры падали на сухой, как пыль, трут, который начинал тлеть, а для того чтобы получить огонь, искру надо было раздуть.

Трутовик использовали так же, как кровоостанавливающее средство, прикладывая его к ране. Такой способ остановки кровотечения применяли вплоть до XIX века. Вероятно, мы никогда не узнаем, как людям удалось открыть это свойство трутовика. Подобной цели позже служили также дождевики, чернеющие дождевики и заячьи дождевики. Во многих местностях Англии были обнаружены следы употребления дождевиков в качестве кровоостанавливающих средств. В этом качестве их применяли приблизительно 2000 лет.

Я с удовольствием продолжал бы освещать роль грибов в нашей культурной истории, но такой рассказ не имел бы конца. Однако и того, что я уже изложил, вполне достаточно, чтобы уяснить следующее: ароматно благоухающая, бугристая «пицца фунги» с настоящей моцареллой – лишь пренебрежимо малое, относительно современное частное проявление древних, длительных, интенсивных, двусторонних и многообразных культурных отношений между грибами и человечеством.

5. Хвостик как решение головоломки
Эволюция грибов и ее изучение

В мрачном лесу полчища грибов подобны силуэтам царства теней, безрадостный народец, в котором плод пересиливает ствол, листья раздавлены, цветы до времени увяли; в текучем хрустальном шаре шелковистые, скользкие нити, в хаосе их нитей множество микроскопических вещиц скрывается от глаз…

Иоганнес Франц Ксавьер Гистель. Жизненный портрет Карла Линнея (Carolus Linnaeus: ein Lebensbild)

В книге о грибах, задуманной для развлечения читателя, предпочтительно использовать простой разговорный язык – это прекрасная идея, но в изложении следующей главы воплотить ее будет весьма и весьма непросто. Мы сейчас постараемся понять, как, согласно современным научным представлениям, вообще появились грибы.

Этот материал настолько сложен, что даже те, кто в течение десятков лет изучал биологию, едва ли знакомы с кратко изложенной здесь историей эволюции грибов. Дело в том, что взгляды на то, как связаны друг с другом ветви древа жизни, за последние годы радикально изменились. Часть названий, всплывающих в современных научных публикациях, появилась всего несколько лет назад: Amorphea, Diaphoretickes, Archaeplastida (к ним относятся растения), Excavata, ну и, естественно, в высшей степени важная Opisthokonta. Вы никогда не слышали этого названия? Не тревожьтесь: заслуженные ученые, которые привыкли к прежней систематике, тоже ни о чем таком не слыхивали.

Зарождающаяся биология и многообразие жизни

До того как Карл Линней приблизительно 250 лет назад приступил к систематическому упорядочению живых существ, в молодом тогда естествознании царил невообразимый хаос, хаос в буквальном смысле слова. Что видели люди под микроскопом: спонтанно возникших из слизи червячков, животных, растения? Можете ли вы представить, насколько все тогда казалось волнующим, таинственным и новым? Ежедневно приходили известия об открытиях мирового уровня. Мир был распахнут перед естествоиспытателями. Биология – она еще не была самостоятельным полем исследования – зародилась именно в то время, когда ученые стали догадываться о разнообразии биологической жизни.

Тогда о грибах люди не знали практически ничего. Никто даже не догадывался о том, что настоящим грибом является мицелий, невидимое, скрытое под землей в древесине и других субстанциях сплетение гиф. Люди не знали о наличии у грибов двух полов или о том, для чего гриб распыляет под шляпками порошок из спор. Скрытым оставалось и огромное экологическое значение этих существ для лесов и всего нашего мира.

Категории, на которые ученые прошлого пытались классифицировать растущий объем знаний, были с точки зрения современной науки в большинстве своем ложными, однако этот объем был обозримым, в отличие от сегодняшней науки в эру молекулярной биологии. Сегодня эти прежние воззрения полностью отброшены и оставлены. На смену устаревшим спекулятивным подходам пришла современная биологическая систематика, вооруженная молекулярно-генетическими методами исследования. Очень многие люди, даже биологи, утратили ориентиры, однако ведущие специалисты по систематике и таксономии полагают, что через несколько лет положение улучшится.

Упорядочить многообразие

Вернемся в XVIII век: ученые описывают все больше и больше новых видов, но при этом не вполне понимают, что такое вообще биологический вид. В определениях исходили из их неизменности. Виды рассматривали, опираясь на библейское свидетельство о сотворении мира, и считали их созданными Богом сущностями. Прилежные естествоиспытатели скорее фиксировали, нежели описывали эти сущности. В научных книгах того времени, написанных, как правило, на латинском языке, в качестве названий приводились совокупности важных признаков: «с красными цветками и длинным стеблем», «растущие в тени и цветущие два раза в год». Этот пример отчетливо показывает, что номенклатура растений была размытой, и точно так же обстояли дела в отношении животных и грибов.

Отсутствовали шаблоны для научного описания видов, единый словарь терминов, метод, система и направление исследований. Каждый естествоиспытатель действовал по собственному разумению, и таким образом в научном сообществе, если можно так выразиться, того времени левая рука не ведала, что творит правая. Попытки упорядочить это многообразие предпринимались бесконечное число раз, а концепцию упорядочения биологических существ по родам и видам обсуждали и до Линнея, но идеи авторов тех первых гипотез распространения не получили. Дело в том, что для построения классификации необходимо наличие высших систематизирующих категорий.

То же касалось и грибов, несмотря на то что люди знали и использовали их с доисторических времен: никто не мог по-научному четко определить место грибов в царстве живых организмов. В те времена не знали даже, как грибы размножаются. Вера в самозарождение, generatio spontanea, питалась также результатами наблюдений. Иногда в какой-то местности в течение месяцев не было видно ни одного гриба, а потом они вдруг появлялись из земли в огромном количестве. Должно быть, они возникали «просто так», из грязи и влажной почвы.

Карл Линней упорядочивает мир

Теперь поговорим о Карле Линнее, талантливом, но тщеславном человеке. На склоне лет он не только охотно позировал многочисленным портретистам, но и оставил потомкам изречение, в котором охарактеризовал свой труд: Deus creavit, Linnaeus disposuit – Бог создал мир, но Линней его упорядочил. Скромным такое заявление, конечно, не назовешь. Но фактически Линней создал революционную для своего времени систему классификации, которая, по крайней мере частично, работает до сих пор. Благодаря трудам Линнея описание видов, несомненно, намного упростилось. Часто его попытки упорядочивания отражали более позднюю эволюционную историю таких низших таксонов, как вид и род. Но и сам Линней уже догадывался, что его система была несколько искусственной для высших таксонов, и всех, описанных им семейств, отрядов и классов, недостаточно для того, чтобы осмысленно распределить по категориям все многообразие жизни. Со временем это стало еще яснее. Поначалу же естествознание пережило гигантский бум, и Линнея можно считать провозвестником дальнейших революций в биологии, прежде всего той, которая связана с именем Чарльза Дарвина.

Латинское название для обыкновенной веселки

Но как в точности выглядела линнеевская система присвоения названий? Метод до сих пор носит наименование бинарной номенклатуры. Название каждого вида содержит однозначное (чаще всего латинизированное) обозначение, состоящие из родового имени и уточняющего наименования вида. Ученый, описывая какой-то вид, давал ему однозначное и понятное для всех название. Возьмем для примера странной формы гриб: обыкновенную веселку.

Линней часто руководствовался внешним видом биологических объектов и в 1753 году назвал веселку Phallus impudicus – «бесстыдным фаллосом». Научное название вида записывают курсивом[1]1
   Таксоны выше уровня рода пишут прямым шрифтом. – Здесь и далее прим. ред.


[Закрыть], родовое имя пишут с заглавной буквы (как в данном случае Phallus), а прилагательное или эпитет, обозначающий конкретный вид данного рода (impudicus), со строчной. В сочетании с прилагательным (видовым эпитетом) родовое имя составляет наименование вида. Бесчисленное множество видов Линнея ученые со временем переименовали – этот процесс в науке носит название ревизии, или пересмотра, но многие исходные наименования часто встречающихся и необычных видов были сохранены. И как бы часто ни пересматривались родовые имена, видовые эпитеты остаются неизменными, а заглавная латинская L., поставленная после видового названия, возвещает всему миру и на все времена, что данный вид был впервые описан и классифицирован отцом биологической систематики – Линнеем.

Так в каком же ящичке располагаются грибы?

Пользуясь своей систематикой, Линней смог давать грибам однозначные наименования. Поскольку в восприятии природы в то время господствовал дуализм – живое существо могло быть либо растением, либо животным, – в его системе грибы не составляли отдельную категорию.

Животных Линней определял следующим образом: «Животные: тела организованы, живые и чувствительные, передвигаются спонтанно» (Animalia: corpora organisata, viva et sentientia, sponteque se moventia; Systema Naturae. 1758). Растения в той же работе описываются так: «Растения: тела организованы и живые, но не чувствительные» (Vegetabilia: corpora organisata & viva, non sentientia). С точки зрения современной биологической науки эти определения абсолютно недостаточны, потому что, например, не учитывают способности растений к фотосинтезу. По логике Линнея, грибы следует признать растениями, потому что они не движутся и, по всей видимости, ничего не чувствуют, хотя и являются живыми. Но как же быть с тем, что растения обладают способностью к фотосинтезу, а грибы – нет?

Гриб или губка?

Уже во времена Линнея его утверждения подвергались критике. Первая неясность обозначилась вследствие употребления различных научных наименований для предположительно одинаковых объектов. Научное наименование Fungi – по-латыни гриб называют fungus – восходит к греческому слову σφόγγος. Под этим наименованием были известны также морские губки. Поскольку грибы подобно губкам могут впитывать воду, тождество их было вполне вероятным. Однако губки (Porifera) – чисто водные морские животные, обитающие на дне моря. С грибами у них едва ли есть что-то общее. Таким образом, присутствие слова «губка» в систематическом названии грибов в течение веков было основанием путаницы. Имелось в виду, что в царстве грибов следовало строго различать собственно грибы и губки среди грибов.

В оживленную дискуссию об истинной природе грибов внес свою лепту немецкий ботаник Отто фон Мюнхгаузен, брат известного барона Мюнхгаузена, сочинителя невероятных историй. В то время ученые пытались доказать наличие у грибов двух полов. Мюнхгаузен собирал грибные споры, поливал их водой и наблюдал удивительный феномен, так описанный Готлибом Вильгельмом Бишофом в учебнике ботаники, опубликованном в 1839 году:

Наблюдая в настое, приготовленном из тепловатой воды и спор головни и других грибов, возникновение множества живых зверьков, он пришел к выводу, что шарики головни, да и вообще споры грибов являются яйцами, из которых возникают червячки. Линней придавал большое значение этим наблюдениям и соглашался со взглядами Мюнхгаузена, ибо тоже считал, что грибы одарены живым семенем (семенными червячками) и указывал на перерождение животных в растения.

Грибы – смешанные существа?

Мюнхгаузен, таким образом, принимал, что грибы представляют собой своего рода смешанные существа, которые в одной фазе своего развития являются растениями, а в другой – животными. Он заставил и Линнея поверить в семенных червячков. Эти семенные червячки, однако, не что иное, как зародышевые трубки прорастающих грибных спор, которые – и за это следует благодарить плохие микроскопы того времени – отдаленно напоминали изогнутые свиные хвостики.

Не все, однако, согласились с умозаключениями Мюнхгаузена. Его современник Фридрих Вильгельм Вайс хотел вообще исключить грибы из числа живых существ и объявить их «искусственным местообитанием насекомых». К такому выводу Вайса подтолкнул профессор Бюттнер из Гёттингена, который утверждал, что наблюдал «под микроскопом, как из грибных спор выползали личинки мух». Другие ученые придерживались современного взгляда и не желали считать грибы растениями, пытаясь вывести «животную природу из их химического состава и из того факта, что после гибели грибы быстро начинают гнить».

Аптекарь Георг Фридрих Мерклин соглашался с мнением древних авторов о том, что «грибы суть продукты разрушенных или перебродивших частей растений или являются всего лишь шуткой природы». Попытки разделить грибы на роды и виды с этой точки зрения – всего лишь пустая трата времени и сил.

Ученые удивлялись тому, что величина семенных червячков (спермиев) «не находится в зависимости от величины различных видов животных», которые из них возникают, а Линней, хотя и дал наименование нескольким грибам, не нашел системы, в которую их можно было бы включить. Вот так и пришлось грибам в течение ста с лишним лет оставаться незваными гостями при царстве растений.

Элиас Магнус Фриз и систематика грибов

Однако знания о грибах неуклонно разрастались. Вклад в этот процесс внес прежде всего шведский ботаник Элиас Магнус Фриз (1794–1878), который первым разработал систему классификации грибов и, таким образом, значительно обогатил труд Линнея. Вместе со своим современником Кристианом Хендриком Персоном (1761–1836) Фриз заложил основы современной микологии.

Уже в возрасте двенадцати лет Фриз был микологическим вундеркиндом. Всего через несколько лет он уже умел различать 300 видов грибов, что и в наши дни удается лишь избранным специалистам по микологии. Грибник обычно надежно знает от трех до максимум десяти видов съедобных грибов – только для того, чтобы быть уверенным в том, что он ест. Собственно, эта надежность часто обманчива: среди белых грибов и других трубчатых грибов, лисичек и грибов-зонтиков существует множество видов, которые любитель едва ли сможет распознать, – и ведь не все из них хорошо усваиваются.

К крупным научным достижениям Фриза относится использование микроскопа для исследования строения спор и гимения (спорообразующего слоя плодового тела гриба). Многие описания родов и видов грибов, сделанные Фризом, до сих пор сохраняют научное значение. Своим трехтомным трудом «Микологическая система» (Systema mycologicum), написанным в 1821–1832 годах, Фриз окончательно распространил введенную Линнеем бинарную номенклатуру на грибы.

Об истинной природе грибов

Несмотря на все свои достижения, Фриз тоже не смог понять истинной природы грибов. Для этого сначала должна была появиться и укрепиться экология как отдельная научная дисциплина, помимо строго разделенных между собой академических дисциплин – зоологии и ботаники. Эту новую дисциплину ввел в науку Эрнст Геккель, давший следующее определение: «Под экологией мы понимаем обобщающую науку об отношении организма к окружающему миру, куда мы можем, в широком смысле, включить все условия существования. Эти условия охватывают отчасти как органическую, так и неорганическую природу».

Самое элементарное понимание основ экологии и одновременно биологии в целом, а именно знание о взаимоотношениях организма с окружающим внешним миром, не было в те времена наиболее распространенным среди биологов знанием. В качестве основания для понимания реальных отношений в природе можно взять различие, что делает проще упорядочение и систематизацию грибов – различие между автотрофными и гетеротрофными организмами.

Под автотрофностью понимают способность живых существ создавать материал своих структур и органические резервы из неорганических веществ. Слово «автотроф» заимствовано из греческого языка и буквально означает: «питающий себя сам» (αὐτός – «сам»; τροφή – «пища»). В первую очередь автотрофами являются фотосинтезирующие растения – в экологии они считаются главными первичными продуцентами нашего мира.

Противоположностью автотрофным выступают организмы гетеротрофные. В этих организмах нет такого пигмента, как хлорофилл, поэтому они не способны получать энергию за счет фотосинтеза и, следовательно, нацелены на поглощение готовых богатых энергией соединений. Коротко говоря, гетеротрофы должны потреблять пищу! В животном царстве это свойство очевидно. Животные бывают травоядными, плотоядными (хищными) и всеядными. Как все живые существа, неспособные синтезировать себе пищу из света или других источников энергии, животные с экологической точки зрения являются консументами (потребителями). Это потребление может осуществляться различными способами. Грибы, будучи гетеротрофами, являются редуцентами. Без этих «разлагателей» мир был бы на метр покрыт отложениями фекалий.

Грибы должны потреблять пищу

Если объединить оба аспекта, то получится однозначный вывод: в экологическом отношении грибы похожи на животных больше, чем на растения! Для биологов сегодня это очевидно. Подавляющее большинство людей, однако, сильно этому удивляется и едва может в это поверить. Но грибы едят, как животные. Они питаются уже отмершим органическим материалом (такие грибы называют сапрофитами) или даже живыми организмами (тогда их именуют паразитирующими грибами). Другие грибы, как мы уже знаем, связываются, к обоюдной пользе, с растениями и обмениваются с ними разными веществами, образуя симбиотическое единство.

Спасибо Уайтекеру: наконец-то он внес ясность!

Итак, уже давно ясно, что грибы – не растения и поэтому не служат предметом изучения ботаники. Тем не менее по историческим и практическим причинам в толстых учебниках ботаники до последнего времени были разделы, посвященные грибам. Только уже упоминавшийся Роберт Хардинг Уайтекер в 1969 году совершил прорыв, предложив систему классификации живых организмов на пять царств. Уайтекер различает животных (Animalia), растения (Plantae), грибы (Fungi), одноклеточных (Protista) и микроорганизмы (Monera), такие как бактерии и археи. Томас Кавалье-Смит позже развил это направление. Он различает два домена: прокариоты (Prokaryota) и эукариоты (Eukaryota), то есть организмы с истинным ядром и без такового, а также от шести до восьми царств. В 2015 году число царств было определено в семь единиц: Archaea и Bacteria (оба царства относятся к прокариотам), а также пять эукариотических царств: Chromista, Protista, Fungi, Plantae и Animalia. Как видим, взгляды ученых не стояли на месте: грибы получили свое неоспоримое и неотчуждаемое место в качестве особого царства в мире организмов.