Кошмар середньовіччя: опис Порядок спориньевие
У сучасній мікології вчені виділяють як один із загонів порядок спориньевие, або ж клавіцепсовие гриби. Порядок клавіцепсовие - вкрай цікавий різновид представників грибного царства.
Спроби систематизувати світ природи велися вченими ще з античності, але засновником ліг в основу сучасної систематики восьми рангового розподілу аксонометрических одиниць став шведський природодослідник і натураліст Карл Лінней. Дана класифікація розкриває ідею про спільність живих організмів на землі, від великих одиниць (у випадку з грибами - царство) до самих дрібних. За весь період вивчення грибів, які є найбільш складним для класифікації виглядом, їх приналежність до того чи іншого царству кілька разів змінювалася. Лінней відніс спочатку гриби до рослин, але подальші дослідження показали, що ці організми істотно відрізняються від інших представників земної флори. Так грибам було виділено в біології окреме співтовариство.
Донині класифікація багатьох з цих дивних і таких різних організмів постійно змінюється, залежно від одержуваних наукою результатів різних цитологічних, молекулярно-генетичних і біохімічних досліджень.
Опис порядку спориньевие
Гриби цього порядку раніше об'єднували з грибами порядку гіпорейние, але зараз мікологи поділяють їх через те, що їх перітеціі дозрівають і розвиваються по-різному. Ці живі організми є організмами-паразитами. Їх суперечки, дрібні насіння, переносяться вітром, осідаючи і проростаючи на всьому, що гриби можуть використовувати як сприятливе живильне середовище. Найчастіше оселяються вони на рослинах, викликаючи в останніх різні захворювання, виснажуючи і руйнуючи поступово своє середовище проживання, представлену організмом носія.
Зовні представники цієї групи можуть істотно відрізнятися один від одного. Їх перітеціі, плодові тіла, в яких укладені спори, бувають різної форми та забарвлення. Зазвичай суперечки у клавіцепсових при дозріванні виходять з плодового тіла по черзі, одна за одною. Плодові тіла зріють і розвиваються в Стром - щільних «вузлах», які гіфи утворюють в міцелії. Довжина стром може варіюватися від 1,5 до 200 мм. У більшості видів строми добре розвинені, лише у деяких грибів, включених до цього порядок (торрубіелли або Барії лишайниковой, наприклад), строма слабо розвинена і пухка за своєю структурою або ж відсутній зовсім.
Гриби цього порядку чудово пристосовані до впливу низьких температур, що дозволяє їм перезимувати і прорости на наступний рік. При цьому період літньої активності у них дуже короткий, тільки 2-3 місяці. Найчастіше види, представлені порядком спориньевих, воліють паразитувати на живих рослинах, але деякі проростають крізь муміфіковані висохлі тканини рослини-носія.
Торрубіелла - Torrubiella species
Різновиди клавіцепсових грибів
Спориньевие гриби можна розділити на групи залежно від середовища проживання.
Велика частина пологів цього порядку воліє паразитувати на однодольних квіткових рослинах (переважно злакових і осокових). Вони, як правило, розвиваються тільки на певній частині ураженої рослини - зав'язі, суцвітті або стеблі. Після заражень грибом суцвіття чорніє і набуває немов би обвуглений вигляд. За це дані паразитичні гриби ще називають сажковими (від слова «головешка»).
Клавіцепсовие гриби можуть паразитувати на злаках
Гриби другої групи паразитують на живих організмах - комах, членистоногих або павукоподібних. Ці великі гриби роду кордицепс «полюють» на своїх жертв, вистрілюючи в них спорами. Спори, викинуті паразитом, можуть долати відстань до 1 м. Гриб заповнює тіло носія щільним шаром міцелію, і з нього вже проростають строми для подальшого розмноження. Заражене комаха розносить суперечки гриба, що проростає в ньому, і передає його іншим представникам свого виду. Наприклад, що живе на території Китаю кордицепс китайський спеціалізується на личинках метеликів сімейства тонкопряди. Його строми, циліндричні, чорного кольору, проростають з голови комахи і досягають в довжину від 4 до 7 см.
Деякі види комах, наприклад, щитівки, воліють вступати в деяку подобу симбіотичних відносин з поразившим їх грибом септобазідіумом. Септобазідіум руйнує тіло комахи дуже поступово, а уражена щитівка отримує укриття від хижаків. Правда, розмножуватися вона вже не зможе. Частина комах гине, але більша їх кількість мирно співіснує з паразитом. А Cordiceps militaris, що живе на личинках і лялечках метеликів, «наздоганяє» своїх жертв в зимовий період під час їхньої зимівлі в грунті.
Гриби-паразити можуть жити і на комах
Цікавий той факт, що тканини живого організму, що гинуть внаслідок діяльності цих грибів-паразитів, не схильні до гниття і впливу різних бактерій. Цей факт пояснюється тим, що гриби даного порядку містять у своєму складі природний антибіотик - кордіцептін. Він захищає як живильне середовище від розкладання, так і самі гриби від конкуренції з боку інших паразитів.
І третя, найменша група селиться на грибах інших порядків і харчується їх клітинами, руйнуючи тіло гриба-носія. Приміром, кордицепс офіоглоссовідний селиться виключно на оленячому трюфелі, проростаючи крізь підземну частину плодового тіла останнього. Строми офіоглоссовідного кордіцепса розвиваються тільки протягом літа і осені, виростаючи до 4 см в довжину. Міцелій темно-жовтого кольору обплітає підземну частину оленячого трюфеля. Ареал проживання цього гриба-паразита повністю збігається з ареалом носія.
Кордицепс офіоглоссовідний - Elaphocordyceps ophioglossoides
Шкода ріжків в минулі часи
Один з різновидів клавіцепсових грибів, ріжки, була відома ще в Середньовіччі і користувалася поганою славою. Ріжки (її ще називають «маткові ріжки») паразитує найчастіше на злакових, наприклад жита чи пшениці. Найпоширеніший вид - claviceps purpurea, ріжки пурпурова. Мешкає вона майже всюди не території Європи, Азії, Північній Америці. Пізніше була виявлена навіть на деяких територіях Південної Америки.
Коли спори цього гриба потрапляють на колос, вони миттєво проростають, і надалі замість зерна на рослині розвивається грибний міцелій. При дозріванні гриб виділяє солодкуватий сік, який приваблює комах, а ті розносять міцелій на інші колосся. Дозрілі нитки міцелію, гіфи, зростаються разом і утворюють наріст на колоску у вигляді невеликого чорного ріжка (звідси друга назва ріжків). Ріжки вражає рослини в період їх цвітіння. Таким чином, якщо літо було дощовим і прохолодним і період цвітіння затягнувся, ризик зараження врожаю особливо великий.
Якщо мельник був неуважний і хоча б невелику кількість гифов ріжків потрапило в зерна, заготовлені для обмолочування, вся мука буде неїстівної. Ріжки містить алкалоїди, отруйні для людини, її вживання в їжу викликає отруєння. У середньовічній Європі їх називали «Антонієвим вогнем» або «Відьмина корчамі». Отруєння отрутою ріжків може викликати різні наслідки: від порушення функцій шлунково-кишкового тракту до глухоти, нервових розладів і летального результату. Нервові та психічні розлади викликають похідні лізергінової кислоти, що міститься в складі цього гриба.
На початку 1900-х років у Франції та Іспанії від подібних отруєнь загинуло близько 40 тисяч осіб, що на той момент співвіднести можна було хіба що зі спалахом чуми або холери, що забирала не менша кількість людських життів.
Отруєння безпосередньо не пов'язували з вживанням грибів-паразитів, оскільки відкриті вченими ці гриби були тільки в 1863 році. Але хвороба, що вражала злаки, селянам була добре відома, хоча наукове свою назву, клавіцепсотоксікоз, отримала вже в самому кінці XIX століття. Останній випадок масового отруєння ріжком був зафіксований у Франції в 1951 році в селищі Понт-Сен-Еспрі. Постраждали близько 300 осіб, 5 випадків отруєння закінчилися летальним результатом.
Отруєння у тварин
Випадки клавіцепсотоксікоза були помічені також і у домашніх тварин. Пов'язано це з поїданням тваринами сіна з рослин, заражених іншим видом гриба-паразита - Claviceps paspali, клавіцепса паспалума. У домашньої худоби від такої їжі могли початися судоми, запалення, порушення координації в просторі, в особливо важких випадках наступала смерть. Але цей вид ріжків погано переносить низькі температури, і в наших широтах зустрічається в Грузії та на території Азербайджану, на Каспійському узбережжі.
Зараження ріжком не впливає на кількість врожаю, весь її шкідливий ефект полягає в утриманні великої кількості токсичних речовин. Але в умовах сучасної обробки сільськогосподарських культур ризик масових отруєнь зведений до мінімуму.
Епіхлое рогозовідная
Найбільш відома серед роду епіхлое. Є одним з бичів сільського господарства, завдає шкоди в основному галузям, які займаються кормовими культурами і їх насінням. Цей гриб-паразит обрав середовищем свого проживання багаторічні злакові культури і є збудником так званої «чехловідной хвороби», що вражає суцвіття злаку. На відміну від ріжків, яка практично не впливає на життєві цикли рослини-носія, строми епіхлое утворюють щільний чохол на суцвітті, який поступово душить хворе рослина, не дає йому можливості колоситися. Однак якщо спору потрапляє на лусочки суцвіття, крізь які прорости не здатна, зараження не відбувається.
На ранній стадії строма епіхлое має білястий відтінок, зріла вона жовто-коричневого кольору. Дозріла строма викидає суперечки і внаслідок цього заражає інші рослини. Патоген гриба зберігається і на рослинних рештках загиблих злаків.
Деякі злаки (костриця, тонконіг) можуть при зараженні зберегти здатність до цвітіння. У цьому випадку гіфи гриба проникають всередину зав'язі і формується зерно виявляється інфікованим. Таким чином, гриб поширюється разом з зерном зараженого рослини.
Інтенсивний випас худоби на тих територіях, де оселився гриб епіхлое рогозовідная, допомагає паразитові поширюватися. Для тварин заражені трави нешкідливі, проте тим галузям сільського господарства, в яких злакові вирощують на насіння, епіхлое завдають величезної шкоди.
Поширення спориньевих
Гриби, що входять в порядок спориньевих, зустрічаються практично повсюдно. Вони добре переносять вплив низьких температур. У пурпурової ріжків, наприклад, зимівля «в польових умовах» є невід'ємною частиною життєвого циклу дозрівання спор. Але і підвищена температура і вологість не стає для них серйозною перешкодою. Ті гриби, які паразитують на рослинних культурах, зустрічаються скрізь, де удосталь виростають злакові. Живуть вони на території Росії, практично всієї Європи, за винятком Скандинавії і Крайньої Півночі, в Північній і Південній Америці. Окремі види гриба живуть тільки в Китаї і Японії, інші зустрічаються в деяких областях Австралії, в північній частині Африки і навіть у тропіках, де гриби селяться на стеблах бамбука.
Серед тропічних видів можна назвати такі види, як Myconialus bambusinus, мікомалюс бамбуковий - великий гриб 4-5 см в діаметрі, що має круглу форму і чимось схожий на яблуко, що відбивається в його латинській назві (дослівно malum - «яблуко»), або Ascopolyporus polychrous - аскополіпорус різнокольоровий. Цей останній може досягати в діаметрі 7 см і зовні трохи нагадує трутовик через перітеціі, що розташовуються в нижній частині плодового тіла і додають йому вид бульбоподібний пористої губки.
Ascopolyporus polychrous - аскополіпорус різнокольоровий
Спориньевие та їх використання в медицині
Незважаючи на свою похмуру популярність, ці гриби застосовували для зупинки кровотеч і як тонізуючий засіб при складних пологах. Алкалоїди у складі гриба, впливаючи на нервову систему, спонукали матку до скорочення.
Навіть зараз вид ріжків, що виростає на колосках жита, використовується у фармакології для лікування деяких захворювань нервової системи.
Сам гриб в чистому вигляді в фармакології не використовується, так як вміст у ньому алкалоїдів не завжди стабільно, а ось діючі речовини з нього синтезуються і присутні в ряді препаратів різного спектру дії.
Алкалоїди спориньевих діляться на три типи:
- ерготамінового алкалоїди;
- ерготоксіновие речовини;
- ергобазіновие алкалоїди.
Перші два типи є водонерастворімимі. Ергобазін і ергобазінін, алкалоїди третього типу, розчиняються у воді.
Ряд ергоалкалоіди, що містяться в ріжку, при проведенні лужного гідролізу дає складне органічне з'єднання, а саме лизергин. Ця речовина було синтезовано в 1954 році американським вченим Робертом Бернсом Вудвордом, фахівцем в галузі органічної хімії. Дія лізергінової кислоти на порядок слабше, ніж у ергоалкалоіди в їх природному вигляді. Однак, потрапляючи в організм, лізергінової кислоти вступає в реакцію з природним гормоном - серотоніном, що регулює роботу центральної нервової системи. Завдяки цій реакції лизергин надає сильний психоделічний ефект. Спочатку кислоту намагалися використовувати при лікуванні ряду нервових розладів, але після сталася в 60-і роки в США «психоделічної революції», що супроводжувалася неконтрольованим прийомом цієї речовини в якості наркотику, була виявлена маса негативних побічних ефектів лизергин, і в більшості країн світу ця речовина виявилося під забороною.
Алкалоїди спориньевих використовуються в медицині
Виростає на рослинах склероцій ріжків, зокрема, широко використовують у гомеопатії. Там він фігурує під назвою Secale comutum. Застосовують при самих різних захворюваннях: мігрені, діареї, підвищеному кров'яному тиску, в лікуванні наслідків струсу головного мозку. У антигомотоксичних препаратах дози активної речовини, яка містить гриб, при цьому вкрай малі (концентрований алкалоїд розводиться водою в пропорції від 1:10 до 1:60, де менше число - кількість препарату, залежно від показань, при яких речовина використовують). Народна медицина теж більше не передбачає використання ріжків, що не піддавалася фармакологічної обробці, тому що занадто великий ризик отруєння.
Для отримання алкалоїдів у фармакологічній промисловості можуть використовуватися три методи:
- Використання природного матеріалу (склероциев, вирощених на рослинах у природних умовах).
- Біосинтез алкалоїдів ріжків.
- Штучний синтез, повний або частковий (за аналогією з антибіотиками).
Третій спосіб економічно є дуже дорогим, а тому невигідним. Найчастіше використовується грибна культура, виведена на жита чи інших злаках. На початку XX століття споринью збирали на уражених полях. Сьогодні вчені вирощують ці гриби в тепличних умовах. При цьому проводиться ретельна селекція спориньевих з метою підвищення кількості містяться в їх складі ергоалкалоіди.
Застосування ріжків для самостійного лікування категорично не допускається. У дозах, що перевищують необхідні, діюча речовина цього гриба може викликати масу ускладнень, а в разі сильного передозування привести до летального результату.
