Микробиом. То, что убивает, и то, что делает нас сильнее - Игорь Олегович Стома
Один из наиболее распространенных вопросов: есть ли у грибов интеллект? Если способность к запоминанию, обучению и принятию решений считать критериями наличия интеллекта, то да. Некоторые ученые сравнивают мицелий у грибов с нейронными сетями у человека. Мицелий (грибница) представляет собой тонкие разветвленные нити, способные распространяться на многие метры, формируя большие сети взаимодействий.
Показательный эксперимент провели ученые из Японии, опубликовав его результаты в декабре 2024 года в журнале Экологии грибов. Для изучения того, как грибы принимают решение о распространении путем направленного роста своего мицелия, ученые размещали на почве подгнившие деревянные блоки на разном расстоянии от первичной грибковой колонии (Рис. 42) и в форме разных фигур (круг и крест).
В случае кругового распределения деревянных блоков, грибной мицелии равномерно прорастал от первичной колонии к периферии, формируя ровный круг новых грибковых поселений. При этом центральная часть круга, где изначально была первичная грибная колония, превратилась в пустую «мертвую» зону. То есть гриб полностью перестроил свое сообщество в форму круга, избавившись от теперь ненужного центрального очага. Но что более интересно, в случае прорастания мицелия в форме креста, плотность мицелиальных связей была намного выше в четырех наружных точках креста. То есть при распространении гриб рассматривал эти наружные точки как своего рода «форпосты» для захвата большей территории, поэтому и более интенсивное соединение выстраивалось с периферическими пунктами. А в центральных частях фигур гриб не видел для себя биологического смысла распространения в и так «перенаселенных» им территориях. Результаты этого эксперимента говорят о том, что при выстраивании своей мицелиальной сети грибы ведут себя весьма умно, принимая во внимание далеко идущие интересы всего своего сообщества.
Рис. 43. Эксперимент по выявлению интеллекта грибов: прорастание мицелия в зависимости от типа фигуры деревянных блоков. Из работы Ю Фукасавы и соавт. 2024, Fungal Ecology
Другим интереснейшим аспектом грибной цивилизации является уникальность каждого мицелиального гриба. Когда мицелий распространяет свои сети, то их направление и разветвление каждый раз определяется множеством факторов, в том числе доступностью питательных веществ, наличием других растений и грибов в почве. Получается, что в каждом конкретном случае формируется уникальная по своей структуре и форме сеть мицелия. Двух абсолютно одинаковых сетей грибного мицелия просто не существует в природе. Как и двух абсолютно идентичных людей, с одинаковым жизненным опытом.
Поведение грибов зависит не только от их генетики, но и от окружающей среды, в которую они попадают. Особенно это заметно, когда некоторые грибы из окружающей среды попадают в тело хозяина, например человека. Со временем их поведение может поменяться в новых условиях жизни, а характер стать более «инвазивным», то есть более опасным для хозяина с позиций развития системной грибковой инфекции.
Обладают ли грибы памятью? Если считать память механизмом, позволяющим лучше реагировать на уже известное внешнее воздействие – то, безусловно, да. В одном из экспериментов на грибах применялось воздействие высокими температурами. Через 12 часов при повторном тепловом воздействии клетки грибов были уже больше готовы к высоким температурам и перенесли их с гораздо меньшими повреждениями. Есть еще один показательный пример грибной памяти. В эксперименте с первичной грибной колонией на деревянном бруске в пределах доступности расположили новый брусок дерева. Мицелий гриба начал расти и вскоре захватил новый для себя участок обитания на новом бруске. Далее первый брусок с основной колонией убрали и перенесли на другую удаленную площадку. Так вот, там, на новой площадке, как говорят, «по старой памяти» гриб начал расти и распространять свой мицелий именно в ту сторону, где раньше лежал новый брусок. Так как вы думаете, можно ли это назвать памятью?
6.3. Как простейший микроб управляет решениями хозяина
В течение тысячелетий люди эволюционировали и развивались параллельно с микробами внутри наших организмов. Логично и то, что в течение этих лет микробы, эти «друзья с привилегиями», научились влиять на наши решения в их интересах. Микробиом кишечника имеет несколько механизмов влияния на высшую нервную деятельность человека, включая влияние на метаболизм важных сигнальных молекул или передатчиков, нейромедиаторов. Есть также и эффективный транспортный канал между органами пищеварения и головным мозгом, это блуждающий нерв (nervus vagus). Недавно даже выделили особую группу препаратов пробиотиков, а именно психобиотики, то есть лекарства на основе живых микробов, положительно влияющих на психическую сферу человека, улучшая его умственные функции, память, нормализуя психоэмоциональную сферу деятельности.
В одном из интереснейших экспериментов группа ученых изучила эффекты пробиотического микроба Lactobacillus rhamnosus на рецепторы головного мозга у лабораторных мышей. В частности, было показано, что на фоне регулярного приема этих пробиотиков у животных изменялась география представленности важных рецепторов в головном мозге, а именно рецепторов ГАМК (гамма-аминомасляной кислоты). При этом снижалась продукция гормона стресса и уменьшались тревожно-депрессивные проявления. Однако при пересечении (ваготомии) в эксперименте блуждающего нерва, связывающего брюшную полость и головной мозг, все эти биохимические и поведенческие положительные эффекты уже не проявлялись. То есть получается, что этот нерв в норме и передавал сигналы от микробов кишечника в головной мозг хозяина.
Вообще, ранее в большом количестве исследований было показано, что в отсутствии микробов в кишечнике животные имеют ряд проблем в умственной и эмоциональной сферах. В частности, «безмикробные» мыши, то есть лабораторные стерильные животные, у которых нет микробиома, отличались от других представителей своего вида достаточно серьезно. Эти животные имели более тревожное поведение, были менее коммуникабельны, не взаимодействовали между собой. Те животные, которые в лабораторных экспериментах получали антибиотики, повреждающие кишечный микробиом, становились гиперактивными, склонными к рискованному поведению, и у них снижалась способность к запоминанию. Конечно, мозг человека отличается более сложным устройством, чем мозг грызунов. Но в то же время, есть много схожих анатомических и физиологических показателей работы мозга у разных видов млекопитающих, включая и человека.
Кстати, люди, взаимодействуя между собой, активно обмениваются своими микробами и распространяют их, поэтому с точки зрения биологической пользы нашим микробам выгодно, чтобы мы больше общались. Поэтому и при здоровом и разнообразном микробиоме больше шансов, что человек будет более социально и эмоционально развитым. В 2019 году коллективом ученых из Лювенского университета в Бельгии
