National geografic росія: у владі грибів
Гриби не раз втручалися в історію людства. У Середні століття люди, які скуштували хліба з уражених ріжком злаків, билися в «злих керуючих", що призвело до розправ з «відьмами». У XIX сторіччі фітофтора змусила два мільйони ірландців покинути країну, а іржі гриби знищили плантації кави на Цейлоні - і перетворили англійців у завзятих чаювальників.
Років двадцять тому, коли ще не було сучасної Росії, але був чудовий композитор і актор Сергій Курехин, і була талановита передача «П'яте колесо», в ефірі пролунала покоробило слух багатьох тоді ще радянських громадян новина: «Вся Жовтнева революція робилася людьми, які багато років споживали гриби. І гриби в процесі того, як вони були спожиті цими людьми, витісняли в цих людях їх особу, і люди ставали грибами ». Коротше: «Ленін - гриб!» На цій ідеї багато в чому визріло творчість читаного сучасного письменника Віктора Пелевіна, чиї герої не мислять собі життя без мухоморів та інших представників особливого царства, тобто ні рослин, ні тварин.
По сліду повзе гриба. У кожному жарті, як відомо, є частка жарту. Решта - щира правда. Не віриться? Спробуємо гриби вистежити в буквальному сенсі цього слова. Спеціаліст по викопних слідах з Університету Валенсії Хосе Антоніо Гамес Вінтанед розповідає: «Сліди будь-яких багатоклітинних тварин, навіть самих примітивних і найбільш древніх, мають виразний малюнок, іноді нагадує дуже складний орнамент. Адже залишило їх тварина з головою, яке бігає або повзає не просто так, а з розумом обстежує певну ділянку в пошуках їжі. Однак на поверхні морських відкладень віком 550 і більше мільйонів років ми зустрічаємо слідові доріжки, настільки хаотичні, ніби їх проклали абсолютно безголові істоти ». Це дійсно так: безголові, але притому багатоклітинні і рухливі організми існують. Називаються вони слизовики, оскільки пересуваються, подібно слимаки (равликам), по доріжках з виділеної ними слизу. На цьому схожість і закінчується: адже равлик - все життя равлик, а слизовик ... поползать-поповзати, а потім раптом замре і починає витягуватися тонкої вертикальної ніжкою. А на ніжці з'являється капелюшок - вилитий гриб! І це ще не край низці цікавих перетворень: гриб, як годиться грибу (це ж плодове тіло), виділяє спори. Однак з них проростають НЕ нові гриби, а схожі на амеб клітини, здатні рухатися і харчуватися (зазвичай бактеріями). Якщо їжа на ділянці, яка в змозі оглянути така амеба, закінчується, а далеко поповзти, зважаючи на свою малість, вона не може, то тисячі клітинок, що живуть по сусідству, стікаються разом і утворюють слизовика, чий розмір не перевищує двох міліметрів. У такому псевдомногоклеточном стані вони здатні йти набагато далі, ніж одинаки, і долати невидимі нам фізико-хімічні бар'єри, до чого одиночна клітина не готова.
Коріння практично всіх дерев і трав обплутані мережею, настільки тонкою, що в обсязі грунту розміром із звичайну коробку цукру вміщається 600 кілометрів її ниток.
Може бути, у спільному подоланні нових бар'єрів і криється досі не розкритий секрет зародження многоклеточности? Тому в викопної літопису спочатку з'являються сліди, що нагадують доріжки слизовиків, а молекулярні біологи поміщають ці організми в підставу генеалогічного древа багатоклітинних - до розгалуження його на гриби і тварини. У такому разі всі ми дійсно в чомусь гриби ...
Одні гриби. Опинившись черговий раз на природі, подивіться навколо. Що ви бачите? Ліс з спрямованими вгору кронамі- поле, поросле травамі- валуни, покриті лішайнікамі- стадо корів, пережовувати свою жвачку- жука, що проробляє хід в стовбурі дерева, що впало ... Зір буває дуже оманливим: нас оточують тільки гриби.
Коріння практично всіх дерев і трав обплутані мережею, настільки тонкою, що в обсязі грунту розміром із звичайну коробку цукру вміщається 600 кілометрів її ниток (трохи менше дороги від Москви до Санкт-Петербурга). Це микориза («грібокорень»), яка являє собою нерозривну сплетіння грибниці - основного тіла гриба - і коренів, де грибні нитки, або гіфи, обплітають клітини рослин або навіть проникають в них.
Багато геологи і геохімік тепер впевнені, що саме гриби почали формування грунтового покриву задовго до появи рослин.
Нічого поганого від цього з деревом або травинкою не відбувається. Тільки хороше. Гриб забезпечує свого «господаря» (насправді господарем становища є саме гриб) водою, перекидаючи її потоки з зволожених ділянок в сухі, і основними поживними мікроелементами (фосфор, калій і багато інших). Самостійно клітини рослини отримати доступ до цих елементів не можуть: іони міцно замкнені в кристалічній решітці мінералів.
А ось гриби можуть всі! «До недавнього часу вважалося, що мінерали розчиняються в основному органічними кислотами, які накопичувались у грунті за рахунок розкладу опалого листя та іншої відмерлої органіки, - розповідає биогеохимик Стів Бонневиль з Брюссельського вільного університету. - Але виявилося, що гриб руйнує кристали і механічно. Наприклад, гіфи грибниці свинушки тонкою, яка співіснує з сосною звичайною, розшаровують кристали слюди, нагнітаючи за рахунок особливих білків тиск до восьми мілліпаскалей, тобто на один-два порядки вище, ніж будь-який інший мікроорганізм ». Одночасно гриб виводить з мінералу цілий ряд елементів, які і дістаються рослині. Так дерева і трави отримують до 80 відсотків необхідного їм фосфору і чверть азоту, а гриби - необхідний вуглець, захоплений рослинами при фотосинтезі.
Цей тісний, дійсно тісніше нікуди (на клітинному рівні), взаємозв'язок певних грибів і рослин добре відома грибникам: розрізняємо ми підосичники, підберезник, а згадану вище Свинуха цілком можна назвати «подсосновіком». Зародилося взаємне тяжіння двох істот практично з самого появи наземних рослин: в знаменитих шотландських сланцях Райни, яким 400 мільйонів років, знайдені окремнелие коріння вимерлого рослини, обплутані гифами трьох різних грибів. Єдина відмінність давньої порослі від нинішніх лісів - в розмірах деяких грибів (Prototaxites): більше метра в поперечнику, до 8 метрів заввишки (або довжиною?). Мрія грибника!
Так що, по суті, гриби створили і ліси, і грунт під ними. Адже грунт в кінцевому рахунку утворюється завдяки руйнуванню - вивітрюванню гірських порід, а з грибами цей процес йде куди як стрімкіше - в 4-30 разів швидше, ніж без них. Багато геологи і геохімік тепер впевнені, що саме гриби почали формування грунтового покриву задовго до появи рослин. А оскільки процес цей пов'язаний з парканом вуглекислого газу з атмосфери, то і сучасна, цілком НЕ парникова, погода на Землі встановилася завдяки грибам. Та й дихається легше при мінімумі двоокису вуглецю в повітрі.
Водоростям у вигляді лишайників гриби допомогли вийти на сушу. А орхідеї - найкрасивіші і різноманітні з усіх кольорів - без грибів просто жити не можуть. «На ранніх стадіях розвитку багато тропічні орхідеї харчуються виключно за рахунок грибів, навіть вуглець без них отримати нездатні», - розповідає мікології Маріанджела Джірланда з Туринського університету. І зігрівати рослини в холоднечу гриби готові: деякі дріжджі, поглинаючи нектар, виробляють тепло, яке необхідно квітучому взимку морозник, щоб проросла його пилок. Про органічні відходи і говорити нічого: якби грибів, весь світ був би завалений деревами, що впали, купами листя і не тільки ...
Грібовареніе. Тепер про нібито тварин. На відміну від них гриби здатні розщеплювати практично вічні целюлозу (клітковину) і лігнін, а також розкладати отрути, яких в рослинах не злічити.
Тому у всіх жуйних ссавців в особливому відділі шлунка - рубці, а також в кишечнику у кенгуру, лінивців, коней та інших травоїдних живуть колонії грибів і бактерій. Саме вони і переварюють за своїх господарів волокна клітковини, перетворюючи їх на легко засвоювані вуглеводи і жирні кислоти. Так що у багатьох ссавців відбувається не травлення, а «грібовареніе». А адже сторіччя тому вважалося, що кишкова мікрофлора шкідлива, і відомий біолог Ілля Мечников навіть пропонував видаляти людям пряму кишку, як джерело зарази. Як з'ясувалося тепер, ця «зараза» і нервову систему стимулює.
І не у ссавців теж. Ще древні майя оспівали у відомому нині епосі «Пополь-Вух» мурах-листорізів, нескінченні ланцюжки яких з шматочками листочків в лапках простяглися по американських лісах від Аргентини до Нью-Джерсі. 230 видів цих мурашок - справжні господарі лісів (їм належить 17 відсотків усіх листя), де утворюють колонії до 10 мільйонів особин. Про те, що мурашки годуються аж ніяк не листям, а культивують на них гриби Leucoagaricus, відомо більше ста років. Але наскільки складно влаштовані мурашині плантації, вчені почали розуміти тільки в наші дні. Одні мурахи - каста дрібних робітників - служать садівниками, просапуючи грибний город від бур'янів і прибираючи захворілі культури, і няньками. Саме вони згодовують личинкам і своєї цариці грибні виділення, що утворюються на особливих стовщеннях гифов - нічого іншого ті не їдять. Інші - юні особини з касти великих робітників - виключно садівники, а, підростаючи, переходять в гільдію фуражирів - вони-то і утворюють живі ланцюжки з шматочками листя. Садівники навіть займаються спільною посадкою культур і обробляють свої ділянки пестицидами: на їх шкірці ростуть бактерії, які виділяють антибіотики, що пригнічують ріст інших - шкідливих для грибів - бактерій. Правда, поруч з потрібними бактеріями можуть оселитися свої бур'яни - чорні дріжджі Phialophora. В цілому це мікросообщества складається з 5-6 тісно взаємопов'язаних видів. Коли молода самка залишає материнську колонію, щоб заснувати своє власне поселення, за «щокою» вона забирає невелику грудочку з повним набором розсади. Подібно до того, як людські спільноти різняться за типом господарства, колонії мурах теж перебувають на різних рівнях розвитку: від примітивних збирачів до вельми просунутих фермерських господарств з тисячами плантацій на колонію, загальним обсягом з міжміський автобус. І між ними йде обмін досвідом.
Комахи навчилися вирощувати гриби 50 мільйонів років тому. У людей же грибні плантації з'явилися всього близько двох тисяч років тому, коли японці стали культивувати улюблений ними сиїтаке (Lentinus edodes). Правда, неусвідомлено люди користуються послугами грибів щонайменше 6 тисячоліть.
Непросто влаштовані і плантації у термітів і жуків-короїдів, які теж перетравлюють невичерпні запаси деревної клітковини за допомогою грибів. Є там і свої грибні паразити, наприклад Fibularhizoctonia, настільки уподібнити за розміром і характером поверхні яйцям термітів, що ті піклуються про нього, як про своє потомство. За що біологи прозвали паразита грибом-зозулею. «Такі спільноти за складністю організації подібні шлунку жуйних ссавців, тільки шлунок цей знаходиться зовні особини, для якої він перетравлює їжу», - підводить підсумок чергового і напевно не останнього етапу у вивченні взаємозв'язку грибів і комах ентомолог Френк Ейлуорд з Університету Вісконсін-Медісон.
Комахи навчилися вирощувати гриби 50 мільйонів років тому. У людей же грибні плантації з'явилися всього близько двох тисяч років тому, коли японці стали культивувати улюблений ними сиїтаке (Lentinus edodes). Правда, неусвідомлено люди користуються послугами грибів щонайменше 6 тисячоліть, коли навчилися виноробству, а потім пивоварінню, хлібопечення, сировари, виробництву кумису, кефіру, соєвого соусу і ряду інших кулінарних шедеврів. Але лише в другій половині XIX століття мікробіолог Луї Пастер довів, що і гастрономічним радощів ми зобов'язані грибам - різним дріжджам.
Нещодавно виявили, що ферментують гриби знайшли незвичайні здібності за рахунок бактерій: вбудували в свій геном бактеріальні гени і самі себе перетворили на генетично модифіковані організми.
Грибні зомбі. Гриби - зовсім рослини: подібно тваринам, вони споживають органіку в готовому вигляді і, так само як тварини, запасають глікоген, а виділяють мочевіну- клітинна оболонка у них захищена хітином. Хітин - біокрісталліческое речовина, який утворює покриви комах і раків. Деякі гриби - справжні хижаки, і таких немало - понад 100 видів. Вони, як павук в павутину, ловлять в липкі мережі грибниці ґрунтових круглих черв'яків і висмоктують з них всі соки. Причому для вилову використовують подобу ковбойського ласо, яке стискається навколо тіла необережної жертви при розбуханні клітин, які зачули здобич. «Дуже схожі грибні арканчік знайдені в сибірських кременях, які утворилися на дні моря близько мільярда років тому», - говорить палеонтолог Костянтин Наговицин з Інституту нафтогазової геології і геофізики СВ РАН (Новосибірськ).
Так що не виключено, що гриби і були першими на Землі хижаками. А хто коли рахував, скільки грибників йде в ліс і скільки повертається? Причому ті, хто повернувся, тут же поспішають назад "по гриби", немов зомбовані.
Любов людей до галлюциногенним грибам кшталт червоних мухоморів або псилоцибе зародилася не одне тисячоліття тому.
Про мурах-зомбі ентомологи знають уже давно, але лише в останні роки їм вдалося зрозуміти, що і як рухає таким мурахою. Взагалі, мурашки-шашелі (рід Camponotus) живуть високо під пологом тропічного лісу, але спори грибів Ophiocordyceps заносяться і туди. Заражений мураха падає і, замість того щоб повернутися до побратимів, п'яною, дійсно «зомбувати» ходою влазить на невисокі (до 25 сантиметрів) рослини, заповзає на нижню, тіньову сторону листа (де його не змиє дощем і не висушить сонцем), без перебільшення мертвою хваткою впивається жвалами в серединну жилку і гине. Незабаром його тіло проростає грибницею, а з голови пробивається плодове тільце гриба, готове до розсіювання нових спор. «На зрізі голови мурашки-зомбі ми бачимо більше грибних клітин, ніж власне мурашиних, причому особливо сильно пошкоджена щелепна мускулатура», - розповідає ентомолог Девід Хьюз з Державного університету Пенсільванії. Отчлененіе від москалів, щелепи вже ніколи не разожмутся ...
Чи може гриб влаштувати щось подібне з нами? Хто знає. Любов людей до галлюциногенним грибам кшталт червоних мухоморів або псилоцибе зародилася не одне тисячоліття тому. Про це наочно свідчать самі північні на планеті петрогліфи - на скелястих обривах чукотській річки Пегтимелі, де люди-гриби танцюють, одружуються, полюють. У Гватемалі відомі статуї напівлюдей-полугрібов. Америка і крайній північний схід Росії - два центри, де збереглися грибні культи. Адже що таке мухомор - червоний зовні і білий всередині - наче й не вивернутий навиворіт людина - білий зовні і червоний усередині, з зверненим всередину себе поглядом і слухом для самопізнання.
У 1923 році Велика колегія Наркомату освіти СРСР в наказовому порядку заборонила чукчам, чиї предки створили петрогліфи Пегтимелі, є сушені мухомори (Інші гриби вони і не збирали). Започаткували повальне пияцтво навряд чи посприяло збереженню самобутнього народу. Древній ритуал, до речі, не зводився до поїдання мухоморів, а включав збір грибів, сушку, зберігання. Є ж отруйні гриби дозволялося лише присвяченим - шаманів. Саме грибні отрути викликали у шамана збудження (сп'яніння) і транс (сон). Деякі вчені не виключають, що галюцинації, навіяні грибами, в кінцевому рахунку і породили мистецтво ...
І гриби ще не сказали свого останнього слова в історії Землі і людства: з грибів можна витягати безліч лікарських засобів, включаючи сильні антибіотики, отримувати з їх допомогою біопаливо і перетворювати важкі метали та інші отруйні речовини в безпечні мінерали, навіть розкладати практично незнищуване пластики, аж до поліуретану. А ми досі навіть не знаємо їх усіх в обличчя - описано трохи більше 75 тисяч видів грибів, а живе їх на планеті не менше півтора мільйонів.
Текст: Андрій Журавльов Фотографії: Костянтин Коржавин
National Geographic, червень 2012
