В грибном царстве, да в хитиновом государстве...

В грибном царстве, да в хитиновом государстве...

При слове «грибы» у вас, наверное, сразу возникает образ лукошка с подберезовыми, подосиновыми или белыми грибами, пенька с опятами, трутовиков на коре трухлявого дерева. Наверняка вы знаете, что неаппетитная плесень на хлебе и дрожжи, которые используются при выпечке хлеба и в пивоварении, тоже относятся к грибам.

Все грибы для удобства, делят па две большие группы: шляпочные (справа) и микроскопические ( слева)

Что общего может быть между привычными нашему взгляду шляпочными грибами и пузырящейся массой дрожжей или пушком плесени?

Чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно рассмотреть, как устроены клетки, из которых состоят эти на первый взгляд совершенно непохожие друг на друга организмы.

Первой особенностью является то, что клетки всех грибов, будь то подберезовик или плесневый гриб мукор, снаружи одевает жесткая оболочка, напоминающая клеточную стенку растений. Разница состоит в том, что материал, из которого построена клеточная стенка, у растений и грибов совершенно разный: у растений это целлюлоза, а у грибов – хитин. Хитин – довольно распространенный в природе материал. Из него состоит наружный скелет насекомых, пауков, ракообразных. Не правда ли странно: одно и то же вещество встречается и у грибов, и у животных? На этом сходство этих двух царств не заканчивается: основным побочным продуктом (отходом) обмена веществ у грибов, как у многих животных, является мочевина, а запасным веществом не крахмал, как у растений, а похожее на него вещество – гликоген, также свойственный животным.

Грибы растут в течение всей жизни и растут довольно быстро – отдельный гриб может за 24 часа образовать грибницу общей длиной более километра. Неограниченный рост, неподвижность и способность к самостоятельному получению витаминов сближает грибы с растениями, но при этом грибы не содержат хлорофилла и потому не могут использовать солнечную энергию для получения органических веществ. Они вынуждены питаться уже готовыми органическими веществами и в этом снова проявляют сходство с животными. Как видите, грибы совмещают в себе и растительные, и животные признаки. Вот почему на схеме системы живой природы (см. с. 7) они помещены между царствами животных и растений.

Хотя грибы питаются как животные, они при этом не заглатывают частицы пищи, а всасывают их в растворенном виде всей поверхностью клетки. Такой способ поглощения питательных веществ широко распространен в природе. Помимо грибов он встречается у некоторых простейших (см. с. 84) и бактерий (см. с. 24).

Еще одна особенность грибов состоит в том, что все они, кроме дрожжей, имеют нитевидное тело. Шляпки и ножки сыроежек и лисичек состоят из множества таких плотно упакованных нитей. Грибные нити называют гифами, а множество гиф – грибницей или, по–научному, мицелием. Собирая грибы, мы на самом деле срываем только надземную часть гриба – плодовое тело, а основная масса грибного организма – мицелий – скрыта под землей. Отношение объема плодового тела гриба к объему мицелия примерно такое же, как отношение объема яблок, растущих на яблоне, к объему всего дерева. Называя в обиходе плодовое тело гриба грибом, не забывайте, что это еще не весь гриб, а только небольшая его часть.

Плодовое тело гриба (1) состоит из плотно переплетенных гиф (2). Рыхло расположенные гифы образуют грибницу, или мицелий (3)

Грибница не только во много раз больше, но еще и гораздо долговечнее плодовых тел, которые на ней вырастают. Например, грибница опёнка живет несколько столетий. Известны отдельные мицелии, возраст которых перевалил за полуторатысячелетний рубеж. Естественно, такие долгожители живут не на одном дереве (ни одно зараженное опенком дерево столько не протянет) – гифы гриба «переползают» от одного растения к другому в местах контактов корней и в итоге могут поразить участок леса площадью в несколько гектаров.

Знакомясь с бактериями, мы не раз подчеркивали, что у этих организмов встречаются все возможные типы питания: фотосинтез, питание готовыми органическими веществами и использование энергии неорганических соединений. По сравнению с бактериями грибы удивительно однообразны – они единодушно выбирают питание готовыми органическими веществами. Если группу бактерий, занимающихся в природе разрушением органических соединений, можно назвать любителями, то грибы – настоящие разрушители–профессионалы.

Грибы могут использовать в пищу самые разные и, на наш взгляд, не совсем съедобные материалы. Они переваривают краску, ткани, картон, кожу, воск, изоляцию кабелей и проводов, фотопленку и даже линзы оптических приборов – почти все известные вещества.

Конечно, большинство грибов имеет не такой экзотический вкус. В природе они, как правило, вместе с бактериями разрушают остатки растительных и животных организмов. Трупы и экскременты животных, опадающие на землю листья, отмирающая трава, ветви и стволы деревьев – все эти отходы жизни бактерии и грибы быстро и незаметно разрушают до простых неорганических соединений. Специалисты по разрушению органики не только освобождают от мертвого груза пространство для жизни, но и обогащают почву питательными веществами. Верхние 20 сантиметров почвы в среднем содержат 5 тонн грибов и бактерий на гектар. В результате работы бактерий и грибов в почву поступают минеральные соли и не до конца разложившиеся органические соединения. Последние и составляют основу перегноя или, как его еще называют, гумуса. Именно от количества гумуса зависит плодородие почв. Частицы перегноя лучше удерживают в почве воду, увеличивают проницаемость почвы для воздуха, предотвращают вымывание минеральных солей.

Как и бактерии, грибы успешно справляются даже с такими устойчивыми веществами, как целлюлоза клеточных стенок растений и лигнин, пропитывающий древесину и придающий ей особую прочность. Пожалуй, грибы справляются даже лучше. Например, таежные почвы гораздо менее плодородны, чем почвы широколиственных лесов. Одно из объяснений этого явления состоит в том, что в суровых северных условиях грибы получают преимущества перед бактериями и практически единолично осуществляют процессы гниения. Как мы уже сказали, грибы подходят к проблеме переработки органики профессионально – растительные и животные остатки они разлагают до конца: до углекислого газа, воды и минеральных солей, не оставляя «отходов» в виде гумуса. Понятно, что такой профессиональный подход грибов не способствует накоплению перегноя и увеличения плодородия таежных почв.

Трудно переоценить значение грибов как разрушителей органического вещества на планете, но и здесь есть обратная сторона. Дело в том, что также активно они разрушают и продукты питания человека, хозяйственные постройки и многие другие ценные для человека материалы. Для грибов нет разницы между погибшим деревом и деревянным забором, между опавшими листьями и плодами диких растений и зерном в зернохранилищах. Большой вред древоразрушающие грибы наносят лесному хозяйству. Подсчитано, что они уничтожают в среднем от 10 до 30% заготовляемой древесины. Плесневые грибы растут на хлебе, овощах, фруктах, мясе и т. д., делая их непригодными для потребления. Иные при этом еще и выделяют яды, некоторые из которых действуют на организм человека в ничтожных концентрациях порядка одной десятимиллионной процента! Даже если вы храните продукты в холодильнике, вы не можете поручиться за их сохранность – среди грибов, поражающих мясо, есть и такие, что могут расти при температуре –6°С.

Существуют многочисленные грибы–паразиты, которые питаются живыми тканями растений и животных, вызывая серьезные заболевания и нередко приводя к их гибели. Грибы могут поражать кожные покровы, кожу, ногти, волосы человека и животных, вызывая стригущий лишай, паршу, дерматиты. Эти заболевания доставляют людям огромные неприятности и с трудом поддаются лечению. Но гораздо большую опасность представляют грибы–паразиты внутренних органов. Споры грибов постоянно вдыхаются людьми, и некоторые из них являются причиной очень тяжелых и даже смертельных болезней, особенно если затрагиваются легкие.

Среди паразитов растений особенной известностью пользуются головнёвые и спорыньёвые грибы. Головневые распространены от Арктики до тропиков, почти повсюду, где растут высшие растения. На территории России встречается около 300 видов головневых грибов, а всего их известно более 1000 видов. Если учесть, что сейчас открыто 100 000 видов грибов, то головневые грибы составляют 1% от их общего количества.

Головневые грибы поражают почки, корни, листья и стебли, плоды и семена, лепестки и чашелистики, тычинки и пестики – все органы своих растений–хозяев. Пораженные части растений выглядят как обугленные или покрытые сажей, поэтому заболевания, вызываемые головневыми грибами, носят общее название «головня». Эта темная «пыль» представляет собой скопления головневых спор. Защищенные плотной хитиновой оболочкой споры головни могут заразить растение, даже пролежав в земле 25 лет.

Головневые грибы образуют на зараженных растениях колоссальное количество спор: в одной зерновке пшеницы образуется от 8 до 20 млн. спор, а в одном пораженном колосе их может быть до 200 млн. Каждая отдельная головневая спора способна заразить растение. К счастью, большинство из них со временем погибают в почве, не попав на подходящий для развития субстрат.

Споры головни заражают семена растений еще в почве, когда те только начинают наклевываться. Зараженное растение поначалу кажется здоровым. Гифы гриба разрастаются в тканях растения, образуя на концах присоски–гаустории, с помощью которых высасывают питательные вещества из клеток хозяина. В конце лета на мицелии гриба начинают образовываться споры, «обугливая» зараженные органы растения. Так происходит развитие твердой головни ячменя и пшеницы.

Споры пыльной головни пшеницы заражают растения не через почву, а через рыльца, налипая на них вместе с пыльцой. На этом примере можно видеть, как тесно бывают связаны жизненные циклы паразита и хозяина – ведь спороношение пыльной головни должно четко совпадать со временем цветения злаков. Споры прорастают на рыльце и проникают в завязи, где развиваются семена растения. Зараженные семена внешне ничем не отличаются от здоровых и весной нормально прорастают, но внутри молодого растения интенсивно разрастаются грибные гифы. Они прорастают в молодой колос и разрушают его, когда цветки пшеницы только закладываются. На поврежденном колосе сохраняется только стержень, остальные его части превращаются в темную массу спор, которые ветром переносятся на рыльца здоровых растений.

Развитие пыльной головни пшеницы. Споры (1) пыльной головни пшеницы заражают здоровые растения через рыльца цветов (2). Гифы гриба (3) прорастают в завязь (4) и заражают зародыш семени. Весной зараженное зерно прорастает (5). Гифы гриба развиваются в тканях растения и разрушают колос (6), после чего распадаются на отдельные споры

Гриб спорынья паразитирует на культурных и диких злаках. Споры паразита попадают на рыльце пестика или в нектар и проникают в завязь. В завязи на месте зерновки разрастается масса мицелия с плодовыми телами, содержащими миллионы спор. Плодовые тела со спорами погружены в липкие капли сладкой «медвяной росы», привлекающей насекомых, которые и разносят споры на здоровые растения.

По всей видимости, сахаристые вещества «медвяной росы» вырабатываются в результате влияния гриба на растение. Дело в том, что в созревающих зернах должен накапливаться крахмал, но вот в присутствии гриба он не синтезируется. Видимо, паразит вырабатывает вещества, подавляющие синтез крахмала из глюкозы, и, таким образом, сохраняет для себя сахара в доступной форме, поскольку переваривать крахмал спорынья не может.

Через неделю–другую после появления «медвяной росы» и распространения спор на колосьях начинают появляться черно–фиолетовые плотные образования, по форме напоминающие рожки. Их размеры варьируют от очень мелких до 3 см в длину. Эти рожки представляют собой плотные переплетения гиф, богатые питательными веществами. Они помогают грибу переносить зимние холода и засуху. Борьба с заражением злаков спорыньей и головней заключается в тщательной обработке посевного материала для того, чтобы зараженные семена не попали на поля.

Рожки спорыньи содержат в себе ядовитые вещества – алкалоиды. Сейчас отравления, вызванные спорыньей, очень редки, но в прошлом вспышки этих отравлений уносили большое количество жертв. В медицине для этого отравления есть специальное название – эрготизм, а в народе распространено название «антонов огонь» или «злые корчи». В одну из эпидемий 994 года погибло 40.000 человек. В 1722 году эрготизм вывел из строя кавалерию Петра I накануне битвы с турками, изменив, таким образом, ход истории.

Рожки ( склероции) спорыньи

Впервые спорынья была описана учеными в 1582 году, но предположение о связи вспышек эрготизма с употреблением в пищу продуктов из зараженного спорыньей зерна было высказано только через 200 лет.. Алкалоиды спорыньи усиливают сокращения мышц и вызывают тем самым сужение кровеносных сосудов, благодаря чему нашли широкое применение в медицине при лечении сердечно–сосудистых и нервных заболеваний. А в акушерстве для стимулирования родовых схваток алкалоиды спорыньи использовались задолго до научного признания, еще в 1552 году. Так часто бывает, что ядовитые вещества в небольших количествах используются как лекарственные средства и, наоборот, неправильное употребление лекарств может приводить к тяжелым отравлениям и даже смерти.

Шляпочным грибом–паразитом является всем известный опёнок осенний, поселяющийся на живых деревьях и со временем приводящий к их гибели. Правда, опёнок, живущий на старом пне, уже нельзя назвать паразитом – он разрушает мертвую древесину.

Молодое деревце, загубленное опёнком

В лесу на стволах деревьев и пнях часто можно встретить копытообразные или плоские плодовые тела трутовиков.

Своим названием все трутовые грибы обязаны оному виду – трутовику настоящему. Этот гриб вымачивали в растворе селитры, высушивали и использовали для разведения огня, когда в обиходе еще не было ни спичек, ни зажигалок. С помощью кремней высекали искры, которые, попадая на трутовик, вызывали его медленное тление. К тлеющему трутовику подкладывали кусочки бересты, прутики или ветошь. Трутовик давно вышел из употребления, но его название закрепилось за многими древоразрушающими грибами.

Одни трутовики поселяются на мертвых деревьях, пнях, валежнике. Они питаются отмершей древесиной, разрушая ее и обогащая почву минеральными веществами. Другие трутовые грибы поселяются на живых деревьях и паразитируют на них. Их споры попадают внутрь дерева через мелкие трещины и повреждения коры. Ломая ветки и обдирая кору, люди наносят вред деревьям не только прямо, но и косвенно – ведь через ранки на ветвях и стволе в дерево могут проникнуть споры грибов–паразитов, а это рано или поздно приведет к его гибели.

Для грибов–паразитов живых деревьев важной частью питания являются витамины и ростовые вещества клеток дерева. Некоторые трутовики, например ложный осиновый, быстро отмирают после срубания ствола, несмотря на то, что химический состав древесины не меняется, – прекращается синтез необходимых грибу веществ.

Уже знакомый нам настоящий трутовик чаще всего встречается на мертвых стволах, но может поселяться на ослабленных деревьях, быстро приводя их к гибели. Его серые копытообразные плодовые тела живут несколько десятков лет и могут достигать больших размеров, до 40 см.

Наблюдая долгое время за развитием трутовых грибов на одном и том же стволе, можно заметить, что виды грибов сменяют друг друга с течением времени. Это связано с тем, что у разных грибов разные вкусы. Грибы, разлагающие здоровую древесину, своей жизнедеятельностью подготавливают субстрат для, следующих видов, поскольку сами на «отработанной» древесине жить не могут. Истощая питательные вещества, гриб, поселившийся первым, становится менее жизнеспособным, в то время как тот, для которого частично разложившаяся древесина является более предпочтительной, попадает в благоприятные для своего развития условия и легко вытесняет своего предшественника. Примером таких взаимоотношений может служить пара трутовиков: окаймленный и пахучий. Первый гриб поселяется на здоровых пнях и живых деревьях, быстро разрушая их. Пахучий трутовик разрушает древесину гораздо медленнее. Скорость его роста значительно увеличивается, если он растет на субстрате, «подготовленном» трутовиком окаймленным.

Не надо забывать о том, что на поверхности стволов мы видим только плодовые тела трутовых грибов, но их основная масса в виде мицелия скрыта от наших глаз внутри дерева. Поэтому, сбивая «копыта» трутовиков, вы ничем не помогаете больным деревьям, на них довольно быстро появятся новые плодовые тела. Гифы грибов пронизывают древесину дерева на всем протяжении ствола, выделяя пищеварительные соки, разрушающие целлюлозу клеточных стенок и лигнин – вещество, пропитывающее клеточные оболочки и скрепляющее клетки древесины между собой. В результате твердая древесина превращается в труху, которую можно крошить пальцами.

Существуют и такие грибы, которые паразитируют на рыбах, насекомых и своих же собратьях – грибах, причем не только плесневые (таких великое множество), а шляпочные. Один из них болетус паразитный – родственник царя грибов – боровика. Живет болетус за счет плодовых тел ложнодождевика и больше ни на каких других грибах не встречается.

Редко можно встретить человека, который не любит грибов. Встречаются заядлые «грибники» и среди животных. Грибы поедают лоси, мыши, белки, кабаны. В мякоти плодовых тел и стол, и дом находят личинки грибных комариков – это те самые белые «червячки», которых приходится вытравливать из собранных грибов соленой водой. А тропические насекомые – некоторые термиты и муравьи–листорезы из Южной Америки занимаются « промышленным » разведением грибов на подземных плантациях. Насекомые подготавливают питательную смесь, состоящую из мелких кусочков древесины и экскрементов (термиты) или тщательно пережеванных и увлажненных слюной листьев (муравьи), и засевают ее спорами грибов. Поддерживая в грибном хозяйстве постоянную влажность и температуру, прореживая всходы и удаляя «сорняки» в виде плесневых грибов, насекомые. добиваются высоких урожаев.

Болетус на ложнодождевике

Удивительны хищные грибы, добывающие пропитание охотой на мелких почвенных животных, например на круглых червей – нематод. Гифы грибов–хищников образуют петли, которые быстро (менее чем за 0,1 с) вздуваются, сжимаясь, как аркан, когда червь проползает по их внутренней поверхности. Когда добыча поймана, гифы прорастают внутрь тела червя и переваривают его. Существует и другой способ ловли добычи, пассивный. В этом случае гифы гриба выделяют липкое вещество, к которому прилипают мелкие насекомые, простейшие и другие животные. Так действует хорошо вам известный съедобный гриб вешенка обыкновенная, растущая на гнилой древесине.

Нематода в «аркане» хищного гриба