Во власти грибов

Текст: Андрей Журавлев, 25 июня 2012 года

Грибы не раз вмешивались в историю человечества. В Средние века люди, отведавшие хлеба из пораженных спорыньей злаков, бились в «злых корчах», что привело к расправам с «ведьмами». В XIX столетии фитофтора вынудила два миллиона ирландцев покинуть страну, а ржавчинные грибы уничтожили плантации кофе на Цейлоне – и превратили англичан в заядлых чаевников.

Лет двадцать назад, когда еще не было современной России, но был замечательный композитор и актер Сергей Курехин, и была талантливая передача «Пятое колесо», в эфире прозвучала покоробившая слух многих тогда еще советских граждан новость: «Вся Октябрьская революция делалась людьми, которые много лет потребляли грибы. И грибы в процессе того, как они были потреблены этими людьми, вытесняли в этих людях их личность, и люди становились грибами». Короче: «Ленин – гриб!» На этой идее во многом вызрело творчество читаемого современного писателя Виктора Пелевина, чьи герои не мыслят себе жизни без мухоморов и иных представителей особого царства, то есть ни растений, ни животных.

По следу ползущего гриба. В каждой шутке, как известно, есть доля шутки. Остальное – истинная правда. Не верится? Попробуем грибы выследить в буквальном смысле этого слова. Специалист по ископаемым следам из Университета Валенсии Хосе Антонио Гамес Винтанед рассказывает: «Следы любых многоклеточных животных, даже самых примитивных и наиболее древних, имеют отчетливый рисунок, иногда напоминающий очень сложный орнамент. Ведь оставило их животное с головой, которое бегает или ползает не просто так, а с умом обследует определенный участок в поисках пищи. Однако на поверхности морских отложений возрастом 550 и более миллионов лет мы встречаем следовые дорожки, настолько хаотичные, будто их проложили совершенно безголовые существа». Это действительно так: безголовые, но притом многоклеточные и подвижные организмы существуют. Называются они слизевики, поскольку передвигаются, подобно слизням (улиткам), по дорожкам из выделенной ими слизи. На этом сходство и заканчивается: ведь улитка – всю жизнь улитка, а слизевик… Поползает-поползает, а потом вдруг замрет и начинает вытягиваться тонкой вертикальной ножкой. А на ножке появляется шляпка – вылитый гриб! И это еще не конец череде любопытных превращений: гриб, как положено грибу (это ведь плодовое тело), выделяет споры. Однако из них прорастают не новые грибы, а похожие на амеб клеточки, способные двигаться и питаться (обычно бактериями). Если пища на участке, который в состоянии осмотреть такая амеба, заканчивается, а далеко уползти, ввиду своей малости, она не может, то тысячи клеточек, живущих по соседству, стекаются вместе и образуют слизевика, чей размер не превышает двух миллиметров. В таком псевдомногоклеточном состоянии они способны уходить гораздо дальше, чем одиночки, и преодолевать невидимые нам физико-химические барьеры, к чему одиночная клетка не готова.

Корни практически всех деревьев и трав опутаны сетью, настолько тонкой, что в объеме почвы размером с обычную коробку сахара вмещается 600 километров ее нитей.

Может быть, в совместном преодолении новых барьеров и кроется до сих пор не раскрытый секрет зарождения многоклеточности? Поэтому в ископаемой летописи сначала появляются следы, напоминающие дорожки слизевиков, а молекулярные биологи помещают эти организмы в основание генеалогического древа многоклеточных – до разветвления его на грибы и животные. В таком случае все мы действительно в чем-то грибы…

Одни грибы. Оказавшись очередной раз на природе, посмотрите вокруг. Что вы видите? Лес с устремленными ввысь кронами; поле, поросшее травами; валуны, покрытые лишайниками; стадо коров, пережевывающих свою жвачку; жука, проделывающего ход в стволе упавшего дерева… Зрение бывает очень обманчивым: нас окружают только грибы.

Корни практически всех деревьев и трав опутаны сетью, настолько тонкой, что в объеме почвы размером с обычную коробку сахара вмещается 600 километров ее нитей (чуть меньше дороги от Москвы до Санкт-Петербурга). Это микориза («грибокорень»), которая представляет собой неразрывное сплетение грибницы – основного тела гриба – и корней, где грибные нити, или гифы, оплетают клетки растений или даже проникают в них.

Многие геологи и геохимики теперь уверены, что именно грибы начали формирование почвенного покрова задолго до появления растений.

Ничего плохого от этого с деревом или травинкой не происходит. Только хорошее. Гриб обеспечивает своего «хозяина» (на самом деле хозяином положения является именно гриб) водой, перебрасывая ее потоки из увлажненных участков в сухие, и основными питательными микроэлементами (фосфор, калий и многие другие). Самостоятельно клетки растения получить доступ к этим элементам не могут: ионы крепко заперты в кристаллической решетке минералов.

А вот грибы могут все! «До недавнего времени считалось, что минералы растворяются в основном органическими кислотами, накапливающимися в почве за счет разложения опавших листьев и другой отмершей органики, – рассказывает биогеохимик Стив Бонневиль из Брюссельского свободного университета. – Но оказалось, что гриб разрушает кристаллы и механически. Например, гифы грибницы свинушки тонкой, которая сосуществует с сосной обыкновенной, расслаивают кристаллы слюды, нагнетая за счет особых белков давление до восьми миллипаскалей, то есть на один-два порядка выше, чем любой другой микроорганизм». Одновременно гриб выводит из минерала целый ряд элементов, которые и достаются растению. Так деревья и травы получают до 80 процентов необходимого им фосфора и четверть азота, а грибы – требуемый углерод, захваченный растениями при фотосинтезе.

Эта тесная, действительно теснее некуда (на клеточном уровне), взаимосвязь определенных грибов и растений хорошо известна грибникам: различаем мы подосиновик, подберезовик, а упомянутую выше свинушку вполне можно назвать «подсосновиком». Зародилось взаимное притяжение двух существ практически с самого появления наземных растений: в знаменитых шотландских сланцах Райни, которым 400 миллионов лет, найдены окремнелые корни вымершего растения, опутанные гифами трех разных грибов. Единственное отличие древней поросли от нынешних лесов – в размерах некоторых грибов (Prototaxites): более метра в поперечнике, до 8 метров высотой (или длиной?). Мечта грибника!

Так что, по сути, грибы создали и леса, и почву под ними. Ведь почва в конечном счете образуется благодаря разрушению – выветриванию горных пород, а с грибами этот процесс идет куда как стремительнее – в 4–30 раз быстрее, чем без них. Многие геологи и геохимики теперь уверены, что именно грибы начали формирование почвенного покрова задолго до появления растений. А поскольку процесс этот сопряжен с забором углекислого газа из атмосферы, то и современная, вполне не парниковая, погода на Земле установилась благодаря грибам. Да и дышится полегче при минимуме двуокиси углерода в воздухе.

Водорослям в виде лишайников грибы помогли выйти на сушу. А орхидеи – самые красивые и разнообразные из всех цветов – без грибов просто жить не могут. «На ранних стадиях развития многие тропические орхидеи питаются исключительно за счет грибов, даже углерод без них получить неспособны», – рассказывает миколог Марианджела Джирланда из Туринского университета. И согревать растения в стужу грибы готовы: некоторые дрожжи, поглощая нектар, вырабатывают тепло, которое необходимо цветущему зимой морознику, чтобы проросла его пыльца. Про органические отходы и говорить нечего: не случись грибов, весь мир был бы завален упавшими деревьями, кучами листьев и не только…

Грибоварение. Теперь о якобы животных. В отличие от них грибы способны расщеплять практически вечные целлюлозу (клетчатку) и лигнин, а также разлагать яды, которых в растениях не счесть.

Поэтому у всех жвачных млекопитающих в особом отделе желудка – рубце, а также в кишечнике у кенгуру, ленивцев, лошадей и других травоядных живут колонии грибов и бактерий. Именно они и переваривают за своих хозяев волокна клетчатки, превращая их в легко усваиваемые углеводы и жирные кислоты. Так что у многих млекопитающих происходит не пищеварение, а «грибоварение». А ведь столетие назад считалось, что кишечная микрофлора вредна, и известный биолог Илья Мечников даже предлагал удалять людям прямую кишку, как источник заразы. Как выяснилось теперь, эта «зараза» и нервную систему стимулирует.

И не у млекопитающих тоже. Еще древние майя воспели в известном ныне эпосе «Пополь-Вух» муравьев-листорезов, бесконечные цепочки которых с кусочками листиков в лапках протянулись по американским лесам от Аргентины до Нью-Джерси. 230 видов этих муравьев – подлинные хозяева лесов (им принадлежит 17 процентов всех листьев), где образуют колонии до 10 миллионов особей. О том, что муравьи кормятся отнюдь не листьями, а культивируют на них грибы Leucoagaricus, известно более ста лет. Но насколько сложно устроены муравьиные плантации, ученые начали понимать только в наши дни. Одни муравьи – каста мелких рабочих – служат садовниками, пропалывая грибной огород от сорняков и убирая заболевшие культуры, и няньками. Именно они скармливают личинкам и своей царице грибные выделения, образующиеся на особых утолщениях гифов – ничего другого те не едят. Другие – юные особи из касты крупных рабочих – исключительно садовники, а, подрастая, переходят в гильдию фуражиров – они-то и образуют живые цепочки с кусочками листьев. Садовники даже занимаются совместной посадкой культур и обрабатывают свои участки пестицидами: на их шкурке растут бактерии, которые выделяют антибиотики, подавляющие рост других – вредных для грибов – бактерий. Правда, рядом с нужными бактериями могут поселиться свои сорняки – черные дрожжи Phialophora. В целом это микросообщество состоит из 5–6 тесно взаимосвязанных видов. Когда молодая самка покидает материнскую колонию, чтобы основать свое собственное поселение, за «щекой» она уносит небольшой комочек с полным набором рассады. Подобно тому, как людские сообщества разнятся по типу хозяйства, колонии муравьев тоже пребывают на различных уровнях развития: от примитивных собирателей до весьма продвинутых фермерских хозяйств с тысячами плантаций на колонию, общим объемом с междугородный автобус. И между ними идет обмен опытом.

Насекомые научились выращивать грибы 50 миллионов лет назад. У людей же грибные плантации появились всего около двух тысяч лет назад, когда японцы стали культивировать любимый ими сиитаке (Lentinus edodes). Правда, неосознанно люди пользуются услугами грибов по меньшей мере 6 тысячелетий.

Непросто устроены и плантации у термитов и жуков-короедов, которые тоже переваривают неиссякаемые запасы древесной клетчатки с помощью грибов. Есть там и свои грибные паразиты, например Fibularhizoctonia, настолько уподобившийся по размеру и характеру поверхности яйцам термитов, что те заботятся о нем, как о своем потомстве. За что биологи прозвали паразита грибом-кукушкой. «Такие сообщества по сложности организации подобны желудку жвачных млекопитающих, только желудок этот находится снаружи особи, для которой он переваривает пищу», – подводит итог очередному и наверняка не последнему этапу в изучении взаимосвязи грибов и насекомых энтомолог Фрэнк Эйлуорд из Университета Висконсин-Мэдисон.

Насекомые научились выращивать грибы 50 миллионов лет назад. У людей же грибные плантации появились всего около двух тысяч лет назад, когда японцы стали культивировать любимый ими сиитаке (Lentinus edodes). Правда, неосознанно люди пользуются услугами грибов по меньшей мере 6 тысячелетий, когда обучились виноделию, а затем пивоварению, хлебопечению, сыроделию, производству кумыса, кефира, соевого соуса и ряда других кулинарных изысков. Но лишь во второй половине XIX века микробиолог Луи Пастер доказал, что и гастрономическим радостям мы обязаны грибам – различным дрожжам.

Недавно обнаружили, что ферментирующие грибы обрели необычные способности за счет бактерий: встроили в свой геном бактериальные гены и сами себя превратили в генетически модифицированные организмы.

Грибные зомби. Грибы – совсем не растения: подобно животным, они потребляют органику в готовом виде и, так же как животные, запасают гликоген, а выделяют мочевину; клеточная оболочка у них защищена хитином. Хитин – биокристаллическое вещество, образующее покровы насекомых и раков. Некоторые грибы – настоящие хищники, и таких немало – свыше 100 видов. Они, как паук в паутину, ловят в липкие сети грибницы почвенных круглых червей и высасывают из них все соки. Причем для отлова используют подобие ковбойского лассо, которое сжимается вокруг тела неосторожной жертвы при разбухании клеток, которые почуяли добычу. «Очень похожие грибные арканчики найдены в сибирских кремнях, которые образовались на дне моря около миллиарда лет назад», – говорит палеонтолог Константин Наговицин из Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН (Новосибирск).

Так что не исключено, что грибы и были первыми на Земле хищниками. А кто когда считал, сколько грибников уходит в лес и сколько возвращается? Причем те, кто вернулся, тут же спешат обратно «по грибы», словно зомбированные.

Любовь людей к галлюциногенным грибам вроде красных мухоморов или псилоцибе зародилась не одно тысячелетие назад.

О муравьях-зомби энтомологи знают уже давно, но лишь в последние годы им удалось понять, что и как движет таким муравьем. Вообще, муравьи-древоточцы (род Camponotus) живут высоко под пологом тропического леса, но споры грибов Ophiocordyceps заносятся и туда. Зараженный муравей падает и, вместо того чтобы вернуться к собратьям, пьяной, действительно «зомбированной» походкой влезает на невысокие (до 25 сантиметров) растения, заползает на нижнюю, теневую сторону листа (где его не смоет дождем и не иссушит солнцем), без преувеличения мертвой хваткой впивается жвалами в срединную жилку и гибнет. Вскоре его тело прорастает грибницей, а из головы пробивается плодовое тельце гриба, готовое к рассеиванию новых спор. «На срезе головы муравья-зомби мы видим больше грибных клеток, чем собственно муравьиных, причем особенно сильно повреждена челюстная мускулатура», – рассказывает энтомолог Дэвид Хьюз из Государственного университета Пенсильвании. Отчлененные от мускулов, челюсти уже никогда не разожмутся…

Может ли гриб устроить нечто подобное с нами? Кто знает. Любовь людей к галлюциногенным грибам вроде красных мухоморов или псилоцибе зародилась не одно тысячелетие назад. Об этом наглядно свидетельствуют самые северные на планете петроглифы – на скалистых обрывах чукотской реки Пегтымели, где люди-грибы пляшут, женятся, охотятся. В Гватемале известны изваяния полулюдей-полугрибов. Америка и крайний северо-восток России – два центра, где сохранились грибные культы. Ведь что такое мухомор – красный снаружи и белый внутри – как не вывернутый наизнанку человек – белый снаружи и красный внутри, с обращенным внутрь себя взглядом и слухом для самопознания.

В 1923 году Большая коллегия Наркомата просвещения СССР в приказном порядке запретила чукчам, чьи предки создали петроглифы Пегтымели, есть сушеные мухоморы (другие грибы они и не собирали). Начавшееся повальное пьянство вряд ли поспособствовало сохранению самобытного народа. Древний ритуал, кстати, не сводился к поеданию мухоморов, а включал сбор грибов, сушку, хранение. Есть же ядовитые грибы дозволялось лишь посвященным – шаманам. Именно грибные яды вызывали у шамана возбуждение (опьянение) и транс (сон). Некоторые ученые не исключают, что галлюцинации, навеянные грибами, в конечном счете и породили искусство…

И грибы еще не сказали своего последнего слова в истории Земли и человечества: из грибов можно извлекать множество лекарственных средств, включая сильные антибиотики, получать с их помощью биотопливо и превращать тяжелые металлы и другие ядовитые вещества в безопасные минералы, даже разлагать практически неуничтожимые пластики, вплоть до полиуретана. А мы до сих пор даже не знаем их всех в лицо – описано немногим более 75 тысяч видов грибов, а живет их на планете не меньше полутора миллионов.

National Geographic, июнь 2012