К слову, если бы не грибы, в лесу лежали бы метровые кучи палой листвы, ведь без их участия она перегнивает довольно медленно. Грибы встречаются всюду. В истории эволюции они сыграли выдающуюся роль - помогли растениям завоевать сушу. Однако изучать их прошлое достаточно сложно, ведь, в отличие от диплодоков и птерозавров, от них не осталось и косточек.
Исследованиями грибов во многом пренебрегают. Ученые предпочитают заниматься либо растениями, либо животными, а целое царство живого вещества брошено абы кому. Грибы считаются маргиналами, они ни то ни се - ни травинка в лесу, ни зверушка под кустиком. Они так же неподвижны, как и деревья, среди которых растут, и в то же время, подобно человеку, питаются органическими веществами.
У грибов - по сравнению с растениями - есть важное преимущество. Они не нуждаются в солнечном свете. Они усваивают то, что переработали другие живые организмы. Практически нет той стратегии питания, которую не использовали бы эти вездесущие создания. Они потребляют отмершие части растений и питаются еще живыми, образуют симбиотические сообщества с микроводорослями (для позабывших школьную биологию: это и есть лишайники!), паразитируют в организме животных, в том числе поселяются в теле человека, вызывая опасные грибковые заболевания. Они, кажется, доберутся всюду, где только можно встретить органические вещества. Любая хозяйка вспомнит, как трудно уберечь продукты от плесени - иными словами, от плесневых грибов.
Никто не берется даже сказать, сколько видов грибов существует на планете. По самым приближенным оценкам, их - около полутора миллионов, но учеными описано пока лишь немногим более 100 тысяч видов. Большинство грибов еще ждет своего открытия. Вызывает немало проблем и их систематизация - разделение на отдельные роды и порядки.
Биологи относят к царству грибов весьма разношерстную публику. Одни напоминают амебы, другие похожи на водоросли, третьи - наши любимцы, боровики, подосиновики, лисички, - с научной точки зрения, находятся ближе к животным, чем к растениям.
Микориза оплетает проросшее семя орхидеиГрибы поразительно живучи. Некоторые выдерживают даже смертельные дозы радиации, и это идет им только на пользу. Другим больше по нраву лесные пожары. Но эти рекордсмены - лишь малая толика того многообразия грибов, что встретишь на нашей планете. И в то время, пока одни исследователи разгадывают секреты этих странных обитателей суши, другие продолжают задавать все новые загадки - точнее, возглашать о новых тайнах грибов. Так что же мы о них знаем? Что узнаём год за годом?
Что они, например, «живее всех живых»!
После аварии на Чернобыльской АЭС природа не позволила долго пустовать руинам. В 2002 году робот, обследовавший четвертый реакторный блок станции, обнаружил там грибы. Эта новость прозвучала, словно сбывшийся наяву сюжет фантастического романа. При таком уровне радиации любой организм наверняка бы погиб, а эта плесень процветала.
Примечательно, что странные плесневые грибы, покрывавшие стены здания, содержали в избытке пигмент меланин, присутствующий, кстати, в человеческой коже. Пытаясь понять его назначение здесь, исследователи из Медицинского колледжа имени Альберта Эйнштейна (Нью-Йорк) провели серию опытов с грибами Wangiella dermatitidis и Cryptococcus neoformans (именно эти виды плесневых грибов обнаружены в Чернобыле). В одном случае, скажем, их подвергли облучению, уровень которого в 500 раз превышал естественный радиоактивный фон.
Однако грибы не только выжили, но даже разрослись быстрее обычного (справедливости ради надо признать, что подобные эксперименты делались и раньше; писал о серии опытов, проведенных учеными из Института ядерных исследований Украинской АН, которые наблюдали за влиянием радиации на плесень).
Было известно, что меланин защищает растения и животных от ультрафиолетового излучения, вызывающего рак. В больших количествах он присутствует в грибах, растущих в экстремальных условиях, например, высоко в горах. Однако в данном случае меланин не в состоянии абсорбировать мощное гамма-излучение, и все же грибы не гибнут. Почему?
Корни хвойного дерева, заключенные в чехол из микоризыПотому что радиация им жизненно важна! Анализ показал, что в тканях этой плесени энергия излучения благодаря меланину превращалась в химическую. Если растениям необходим солнечный свет, то некоторым грибам, чтобы нормально развиваться, нужна радиация. Для них источником энергии - своего рода пищей - является радиоактивное излучение. Чем выше дозы, получаемые ими, тем лучше они растут. Ученые надеются использовать это открытие и в практических целях: космонавты во время межпланетных экспедиций могли бы выращивать съедобные грибы, содержащие меланин, ведь чего-чего, а радиации в космосе хватает.
Живучесть грибов, повторюсь, поразительна. Когда 65 миллионов лет назад, - возможно, вследствие падения метеорита на Юкатан (подробнее о новых версиях этой катастрофы читайте «З-С», 6/07) - вымерли динозавры и погибло немало других видов растений и животных, были и счастливцы, которым все шло тогда на пользу. Как полагают многие ученые, на рубеже мезозойской и кайнозойской эры именно грибы некоторое время доминировали на нашей планете. Все годилось им в пищу: трупы животных, стволы упавших деревьев, листья и трава.
Этот триумф грибов засвидетельствовали геологи. По их признанию, «после падения метеорита на Земле какое-то время правили грибы». Впрочем, их господство длилось очень недолго. Уже через несколько месяцев «метеоритная ночь» рассеялась, и растения постепенно вернули себе «законное место под Солнцем». Однако этот эпизод наглядно показывает, что грибы могут выжить там, где любые другие организмы погибнут.
Вот и в наши дни после лесных пожаров именно грибы семейства пиронемовых быстро заселяют свежие пепелища. Вся эта территория постепенно покрывается крохотными - в миллиметры в поперечнике - шляпками, окрашенными в розовый или оранжевый цвет. Росту грибов мало что мешает: после пожара гибнет большая часть конкурентов. Огонь расчищает путь к процветанию.
Грибы же были и среди первых обитателей суши. Когда пионеры флоры начали завоевывать пустынные просторы планеты, за ними по пятам шли их верные спутники - грибы. Даже в наше время лишь немногие растения могут жить самостийно, не прибегая к тайной помощи своих вековечных партнеров. Симбиотические сообщества характерны почти для 95 процентов наземных растений. Исследование подобных союзов имеет не только теоретическое, но и прикладное значение. Только поняв механизм данных отношений, подчеркивают биологи, мы научимся выращивать лесные грибы, например, лисички или боровики. Ведь, что любопытно, те сами выбирают себе партнера, в то время как дереву, в общем-то, без разницы, кто поселился рядом с ним.
Итак, грибы живут в своеобразном союзе с совершенно иначе устроенными организмами - растениями. Это нам, царям природы, с высоты нашего положения кажется, что в сближении гриба и дерева нет ничего неестественного. На деле же разница между ними так велика, что в мире людей ничуть не страннее смотрелся бы фиктивный брак менеджера О* и розы (цветка, конечно), скрепленный штампом в паспорте. Между тем грибы и деревья еще и ведут совместное хозяйство (семейное!). Грибы снабжают своих партнеров питательными веществами, растворенными в воде, - прежде всего фосфатами. Дар прибирается с радостью, ведь тем тяжко самим выискивать подобную пищу. Расплачиваются же они с грибами углеводами - растения в большом количестве производят их путем фотосинтеза.
Идеальные взаимовыгодные отношения для обоих членов этого семейного клана! Прочнее их союза, по биологическим меркам, мало что и упомнишь, если не заглядывать в мир микробов. Этот симбиоз длится уже 460 миллионов лет, как показали недавние исследования, проведенные в тропических лесах на юге Эквадора.
Там, в расселинах древних пород (их возраст как раз и указан выше), были обнаружены споры печеночных мхов и грибов, образующих с ними союз. Эти мхи состоят в близком родстве с некоторыми видами пресноводных водорослей, которые произрастают неподалеку от берега. Очевидно, растения спорами переправились на примыкавшую к рекам и озерам твердь, а там их уже дожидались новые сообщники - грибы. В «антанте» с ними растения и взялись осаждать неприступную пустыню, которая звалась «сушей». Находка, сделанная в Эквадоре, подкрепила эту гипотезу.
В последующие миллионы лет союз грибов и растений стал доминировать. Триумфальное шествие последних по планете сопровождалось таким же победным продвижением грибов.
Оплетая корни деревьев, буквально срастаясь с ними, нити грибницы (гифы) образуют, говоря научным языком, микоризу (дословно «грибокорень»). Чем плотнее свили грибы свою подземную сеть, тем проще растениям. Как мы не можем жить без злаков, овощей и плодов, так деревья или кусты зачахнут, вздумай мы разгрести клубок волоконцев, опутавший их корневища!
Эти нити, между прочим, так миниатюрны, что их даже не увидеть невооруженным глазом. Но будьте уверены: копнув пласт у комля и взяв в руки горсть рыхлой земли, вы держите целую пригоршню гифов. В одном же кубическом метре почвы их наберется столько, что, если вытянуть эти тончайшие волоски диаметром от 2 до 30 микрометров в одну-единственную нить, ее длина достигнет 20 тысяч километров. Подземная грибница, словно невидимый крот, перекапывает весь грунт вдоль и поперек, проникая в каждый комочек земли, разламывая его, - все в поисках веществ, до которых она жадна. Кроме того, она растворяет фосфор и азот, содержащийся в органике, например, в опавшей листве, помогая дереву усваивать их.
Поверхность земли - словно грань зеркала. Внизу - буйство жизни, целым лесом переплелись нити, выпущенные грибами, и вверху - над этим «зеркалом» - тоже жизнь распустилась пышным цветом, образовав настоящие заросли. Как отозвался один из журналистов, «микориза - это подземная сверхдержава!». Или можно прибегнуть к другому сравнению: это - протяженная подземная система трубопроводов, по которой постоянно перекачиваются питательные вещества. Растения, в том числе деревья, буквально присасываются к этим «трубам» - и тем сыты!
Между отдельными растениями, обступившими «трубы», устанавливаются те же доверительные отношения, что и между членами какой-нибудь задруги или общины: сильные помогают слабым, подкармливают их. В этом мире установилась, скорее, не система капитализма, а социал-демократия. Например, всходы растений могли бы даже не выбраться на свет Божий, если бы не подпитывались от этих «труб», по которым циркулирует пища. Только когда всходы проклюнутся, их ткани начнут сами вырабатывать углеводы. «Лесной биоценоз благодаря связям через микоризу можно сравнить с единым организмом», - отмечает на страницах журнала «Природа» российский биолог Юрий Дьяков.
На территориях, зараженных тяжелыми металлами, - промышленных пустошах (в наши дни их становится все больше) - деревья вообще могут нормально развиваться только в симбиозе с некоторыми видами грибов. Без них они просто чахнут, задыхаются. Микроскопические ветвящиеся нити грибницы буквально выцеживают из почвы ядовитые вещества. Эти нити становятся фильтрами, не давая своим «питомцам» пропитаться кадмием или цинком, ртутью или свинцом.
Итак, картина распределения питательных веществ в почве выглядит сложнее, чем полагали прежде. В принципе любой гриб, образующий микоризу, может заключить выгодный для обоих союз практически со всяким растением. Однако за миллионы лет эволюции возникли некоторые особенно успешные симбиотические пары.
Комментариев нет:
Отправить комментарий