Роберт Хофрихтер - Таинственная жизнь грибов. Удивительные чудеса скрытого от глаз мира [litres]

Биологи обозначают лишайники как организационный тип, то есть лишайник – это нечто большее, чем какое-то живое существо. В этом суперорганизме скрываются радикально отличающиеся друг от друга партнеры, или, иными словами, симбионты. Их общее «тело» по-научному называется слоевищем, или талломом. Партнеры живут, тесно сплетаясь в этом общем теле, и образуют анатомическое, морфологическое и физиологическое единство.

Ради простоты изложения мы пока оставим в стороне новые открытия и будем исходить из наличия только двух партнеров: каждый вид лишайника содержит специфический, характерный только для него вид гриба, который представлен в этом партнерстве определенным микобионтом. Вегетативные тела лишайников состоят из сплетений грибных нитей (гиф), будь то корковые, листоватые, кустовидные или пенистые лишайники, в которых партнерами гриба выступают цианобактерии. Эти микобионты являются гетеротрофами: как и все грибы, они не способны к фотосинтезу и должны поэтому «питаться». Составляя остов лишайника и формируя большую часть его массы, микобионты поставляют лишайнику воду и необходимые питательные вещества, защищают его от высыхания и механических повреждений, а также предохраняют весь организм от избыточного действия светового излучения.

В большинстве своем лишайники состоят из многих слоев; во внутреннем слое живут фикобионты, или фотобионты, – зеленые водоросли или цианобактерии, которые, как истинные фотосинтезирующие автотрофные организмы, осуществляют фотосинтез. Листовидные выросты листоватых лишайников оптимально приспособлены для улавливания света. С помощью солнечного света фикобионты синтезируют органические вещества из неорганических. В основе каждого симбиоза лежит то, что партнеры получают преимущества от совместной жизни.

Лишайники могут обитать в таких местах, которые непригодны для жизни каждого из партнеров (составных частей) по отдельности. Они хорошо чувствуют себя там, где не смогут выжить порознь ни грибы, ни водоросли. Для примера возьмем морское побережье: лишайники обнаруживаются на скалах, на которых вообще ничто не может расти. Условия окружающей среды здесь весьма суровы: огромное механическое, физическое и химическое воздействие на лишайник оказывают волны, ветер, солнце, вода, холод, ультрафиолетовое излучение и соль. Тем не менее, не имея конкурентов, некоторые лишайники процветают в подобных жестких условиях. Лишайники можно принять за пятна смолы, но они производят неизгладимое впечатление своим долгожительством. От потенциальных голодных врагов они защищены содержащимися в них веществами, которые едва ли могут прийтись кому-то по вкусу. Если условия становятся совсем жесткими, эти мастера выживания переносят засушливый период, впадая в состояние абсолютного физиологического покоя.

Что касается питательных веществ – или питания для грибов, – то здесь лишайники выходят из положения поразительно легко. Обмен веществ в их организмах в большой степени независим от субстрата; питательные вещества лишайник получает из пыли, морской пены и дождевых капель и лишь небольшую долю – из собственно субстрата.

Так как невзыскательные и неприхотливые лишайники растут очень медленно, в густой растительности, из-за конкуренции мхов, травы и других высоких растений, у них нет шансов выжить в борьбе за свет и источники питания. В экстремальных условиях и в пограничных экологических нишах, где другие виды чувствуют себя неуютно, лишайники непобедимы. Массовое разрастание лишайников или, наоборот, их отсутствие в тех или иных местах предоставляет специалистам обширную информацию. По причине долгожительства, отсутствия защитных механизмов на поверхности и выживания в подверженных действию неблагоприятных факторов местах лишайники являются превосходными биоиндикаторами, указывая на долговременные влияния окружающей среды. Одного этого уже достаточно, чтобы внимательно изучать лишайники, а показания этих индикаторов не внушают оптимизма, что, собственно говоря, неудивительно.

Почти все микобионты, живущие в лишайнике грибы, приспособлены для совместной жизни с фотоавтотрофными партнерами. Самостоятельно такие грибы в природе не живут, их симбиоз является облигатным. По-другому обстоит дело с фикобионтами – водорослями и цианобактериями. Эти организмы могут жить в природе и самостоятельно.

Будучи материнским организмом, гриб размножается в составе лишайника половым и вегетативным путем. После полового оплодотворения в плодовом теле гриб-партнер образует споры, которые после прорастания должны найти подходящую водоросль, для того чтобы сформировать новый лишайниковый симбиоз. Еще проще происходит вегетативное размножение: небольшие фрагменты таллома могут отрываться и переноситься в другие места, где благодаря регенерации образуются новые лишайники. Иногда могут образовываться так называемые соредии: отдельные водоросли с фрагментами гиф переносятся с водой или ветром на новое место, где начинают расти и «заботиться о потомстве».

То, что лишайники состоят из двух совершенно разных организмов, а именно гриба (микобионта) и водоросли (фикобионта), известно давно, с XIX века. Постепенно становилось все яснее, что эта совместная жизнь дает преимущества обоим партнерам и что речь в данном случае идет о симбиозе в истинном смысле этого слова. Долгое время ученые придерживались простого уравнения 1 гриб + 1 водоросль = лишайник; оно считалось гарантией успешной жизни симбионта. То, что все не так просто, стало ясно с 2016 года благодаря исследованиям Института микологии Грацкого университета им. Карла и Франца, ведущего центра микологических исследований мирового уровня.

В опубликованной в 2016 году в авторитетном журнале Science статье ученые сообщили, что у представителей 52 родов лишайников есть и третий партнер в форме дрожжевых грибов [25]. Для тех, кто разбирается в лишайниках, это стало большой сенсацией, а у СМИ появился повод для двусмысленных заголовков типа «Тайный треугольник отношений».

Дрожжи – это одноклеточные грибы, а следовательно, микроорганизмы, которые размножаются почкованием или простым делением. Поэтому их называют почкующимися дрожжами, или почкующейся плесенью. В большинстве своем дрожжи принадлежат к сумчатым грибам (аскомикотам), одной из двух крупных эволюционных линий грибов, к которой относятся до 98 % всех образующих лишайники грибов, поэтому в научной литературе принято простое наименование: «лихенизирующие аскомицеты» (в переводе: сумчатые грибы, превращающиеся в лишайник). Незначительное меньшинство лишайников образуется базидиомикотами, которые в таких случаях выступают в роли опорного микобионта. Именно по этой причине было так велико удивление специалистов, когда удалось установить, что есть и третий партнер-гриб – дрожжевой гриб рода Cyphobasidium . Согласно данным исследований, проведенных на самых разнообразных лишайниках в самых разнообразных частях мира, Cyphobasidium обнаруживается всегда. Вероятно, читатель уже испытывает легкое раздражение от корня basidium в названии гриба, потому что он только что прочитал, что большинство дрожжей принадлежит к сумчатым грибам, аскомицетам. Но это не относится к Cyphobasidium , поскольку он является базидиомицетом из группы, родственной грибам порядка ржавчинных грибов. Большинство представителей этой группы являются паразитами растений, животных и грибов, но из их среды «вынырнул» один симбиотический партнер.