Алексей Целлариус - Нескучная биология
У грибов масса цитологических и генетических особенностей, которые никак не выводятся из существующих ныне протист, растений или животных. Ископаемые остатки, весьма напоминающие грибы, имеют возраст около одного миллиарда лет. Очень может быть, что грибы вообще были первыми на Земле многоклеточными эукариотными организмами. Но история возникновения грибов и их первые шаги по пути эволюции покрыты непроницаемым мраком.
Совершенно несомненные грибы известны из пород вендского возраста, то есть около шестисот миллионов лет назад грибы уже вполне были грибами. Грибы очень сильно отличаются от двух других «высших» царств эукариот – растений и животных. Ими занимается особая наука микология.
Микология не пользуется такой широкой известностью, как бактериология, зоология или ботаника, хотя грибы очень странная, во многом таинственная и необыкновенно важная группа живых существ.
Что такое гриб
Когда говорят слово «гриб», наше воображение рисует нам боровик, сыроежку или мухомор – короче, шляпку на ножке.
На самом деле, это плодовое тело некоторых грибов, нечто вроде яблока на яблоне. Шляпка и ножка состоят из спрессованных перепутанных нитей – гиф. Эти гифы – тонкие ветвящиеся нити, пронизывающие почву, и есть тело гриба, мицелий. Так что более всего гриб похож на комок паутины.
Строение тела гриба: 1 – гифы мицелия; 2 – гифы плодового тела; 3 – организм гриба в целом
Гифы, это, по сути, цепочки клеток, но перегородки между клетками могут отсутствовать, а если они есть, то обязательно «дырявые». Оболочка гиф состоит в основном из сложной смеси углеводов, как и клеточная оболочка растений, водорослей и многих бактерий. Каркасом, арматурой оболочки служит переплетение полисахаридных нитей, но этот полисахарид не целлюлоза, как у растений, а хитин – гораздо более устойчивое соединение, широко используемое в царстве животных (из хитина состоит панцирь членистоногих). Кстати, и запасной углевод у грибов не крахмал, как у растений, а гликоген, как у животных.
Есть среди грибов и одноклеточные формы, носящие название дрожжей. Дрожжи произошли в свое время от нормальных, многоклеточных грибов. Переход к одноклеточности совершался не раз в разных ветвях грибного царства, так что дрожжи – группа сборная.
Почкующиеся дрожжи
Размножаться грибы могут тремя способами. Способ номер один – чисто вегетативное размножение. Кусок гифы, в силу случая оторванный от основной массы мицелия, будет благополучно расти сам по себе. Перенос с комочками земли обрывков гиф с одного места на другое в природе дело обычное. Второй способ – бесполое размножение спорами. Споры грибов – это одетая оболочкой «спящая» копия родителя. Часто споры, как и мицелий, многоядерны. Прорастая, спора дает начало новому мицелию. И, наконец, размножение половое, когда образованию спор предшествует слияние двух особей и перемешивание признаков родителей.
Нитевидное тело делает грибы необычайно активными созданиями. Каждый участок мицелия непосредственно контактирует со средой всей своей поверхностью, выделяет в нее отходы собственного метаболизма и всасывает питательные растворы. При этом гриб выделяет в окружающую среду ферменты и всасывает «переваренную» вне его тела органику. Все грибы гетеротрофы, они или питаются мертвой органикой, или паразитируют на других организмах, или вступают с ними во взаимовыгодный союз – симбиоз. Есть среди грибов и настоящие хищники. Гифы некоторых видов выделяют вещества, которые парализуют мелких нематод – круглых червей, очень многочисленных в почве и гниющей органике. Гифы гриба опутывают обездвиженную жертву, проникают в нее и «высасывают». Такой охотой занимаются даже некоторые вполне добропорядочные грибы, которых на первый взгляд трудно заподозрить в хищнических наклонностях. Например, проделывает такие штуки вешенка, пластинчатый гриб, растущий на гниющей древесине, вкусный и весьма популярный во многих местах. У некоторых грибов на поверхности гиф выделяется клейкое вещество, к которому прилипает всякая мелкая живность, а некоторые грибы пошли еще дальше. Когда жертва (чаще всего та же нематода) проползает через особые петли гиф, эти петли мгновенно вздуваются, схватывая добычу, как капкан.
Невидимая сила
Впрочем, большинство грибов совершенно мирные создания. Однако, их роль в природе не меньше, чем роль гетеротрофных бактерий – грибы разлагают мертвое органическое вещество. Во многих местах именно грибы выполняют львиную долю этой важнейшей работы. Кроме того, грибы давно, еще на заре своей истории, вступили в тесный союз с растениями, и до сих пор содружество двух царств остается нерушимым. В некоторых ландшафтах грибы – основа существования всех других организмов. Когда вы гуляете в лесу, вам кажется, что главная сила здесь – деревья. Они регулируют влажность и температуру под пологом леса, удобряют своим опадом почву, синтезируют органические вещества и кормят массу насекомых, птиц, мышей и лосей, которые, в свою очередь кормят хищников и нас с вами. Но на самом деле деревья могут делать все это только благодаря густо пронизывающим почву гифам разнообразных грибов. Грибы не бросаются в глаза, а иногда без специального исследования вы вообще не обнаружите их присутствия, но лес существует только до тех пор, пока эти незаметные создания поддерживают союз с деревьями и травами. И дело не только в разложении органики, хотя без этого лес тоже не смог бы существовать.
Некоторое грибы играют ключевую роль в минеральном питании растений. Микориза – срастание гиф с корнями – характерна для большинства групп сосудистых растений, грибы с младенчества сопровождают большинство папоротников, хвощей, хвойных и цветковых.
Приростки сосны, развивающиеся в присутствии грибов (1) и без них (2)
Чуть ли не девяносто процентов всех растений леса, почти любого леса, неважно, в Костромской области, или в бассейне Амазонки, существует только благодаря микоризным грибам. Образует микоризу и большинство съедобных грибов – белые, рыжики, подосиновики, грузди, волнушки. Особенно важна микориза для обеспечения растений фосфором. Взамен растение снабжает гриб углеводами, а иногда и некоторыми другими продуктами собственного изготовления. Мало того, переплетение мицелия микоризных грибов переносит некоторые соединения от одного растения к другому. Возникает возможность обмена различными продуктами между растениями разных возрастов и даже разных пород. То есть переплетение гиф, это в прямом смысле сеть, связывающая воедино лесное сообщество.
Друзья и враги
Среди грибов масса очень для нас с вами полезных созданий. Ну, начнем с того, что среди них много съедобных. Ничуть не меньше таких, которые не употребляются в пищу непосредственно, но используются для ее приготовления. Благодаря дрожжам мы едим хлеб, пьем вино и кефир.
Плесень участвует в приготовлении многих блюд из сои – одного из основных продуктов питания во многих районах Дальнего Востока. Сыры рокфор и камамбер получаются при поселении на сыре определенных плесеней из рода пенициллиум. Но область гастрономии – отнюдь не главная область, в которой человек использует грибы.
Поскольку грибы питаются, в общем, тем же, чем сапротрофные бактерии, то отношения между ними весьма напряженные. И многие грибы синтезируют особые вещества, которые подавляют рост бактерий – антибиотики. Первый антибиотик, ставший известным человечеству – пенициллин, – был выделен из плесени английским врачом Александром Флемингом. Значительная часть антибиотиков, используемых медиками в наше время, тоже производится грибами.
Однако следует признать, что убытки, которые нам наносят грибы, впечатляют не меньше, чем их полезные качества. Любую мертвую органику гриб рассматривает, как пищу. А мертвая органика – это не только опавшая листва, поваленное дерево или дохлый воробей. С таким же аппетитом грибы набрасываются на деревянные дома, одежду, кожаные ботинки или кусок колбасы. Мало того что они уничтожают наши строения и наши запасы, так они еще и травят нас, причем весьма основательно. Речь не идет о мухоморах или бледных поганках, тут гриб не виноват, что вы его вздумали съесть. Но когда плесневые грибы борются с бактериями за место под солнцем в кастрюле с супом, они выделяют не только антибиотики, которые тоже для здорового человека вовсе не полезны. Многие продукты обмена плесневых грибов – мощнейшие канцерогены, а многие просто очень ядовиты. Кроме того, среди грибов много паразитов, которые с удовольствием селятся на человеке, вызывая разнообразные кожные болезни. Стригущий лишай, молочница и известный многим «грибок», поселяющийся на ногах, – лишь немногие из грибковых заболеваний.
