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

Все больше обращают внимание на грибы также и те, кто занимается столь важными для экологии морскими водорослями: бурые, красные и зеленые водоросли – главные первичные продуценты морских экосистем. Дело в том, что до недавнего времени не было известно, что крупные водоросли содержат грибы в качестве эндосимбионтов [24]. Хотя исследования в этой области только начались, уже сейчас ясно, что здесь кроются огромные возможности, ибо грибы служат своим партнерам, среди прочего, тем, что продуцируют подавляющие опухолевый рост антибактериальные, противогрибковые, противоличиночные, антиоксидантные и другие биологически активные вещества. В Южной Индии в одной морской водоросли обнаружили гриб из рода Fusarium, который продуцирует метаболит, подавляющий жизнедеятельность циркулирующего в крови больных малярией микроорганизма Plasmodium falciparum. Помимо этого, из морских водорослей были выделены и другие грибы-симбионты. Это необозримое поле для исследований, на котором открывается потрясающая картина: природа зиждется не только на поглощении одних видов другими, природа во многих отношениях опирается и на взаимовыгодное сотрудничество разных организмов.

Не менее значима роль грибов в жизни красивых и богатых видами коралловых рифов. Здесь грибы выступают в нескольких ролях: как эндобионты, патогенные для кораллов, как часть эндолитионов (организмов, живущих в известковых отложениях) и как сапрофиты, существующие за счет отмерших органических тканей. Хотя эндолитические грибы были описаны еще в 1973 году, их значение для экосистем рифов начинает полностью открываться нам только теперь. Грибы рифов играют важную роль во всех мыслимых симбиотических и паразитических взаимовлияниях. Уже в течение нескольких десятилетий известно заболевание кораллов, при котором каменистые кораллы, образующие остов рифа, приобретают белый цвет. Это большая проблема для охраны морской экологии, однако такой неприятный феномен связан не только с повышением температуры воды. Когда у кораллов ослабляется иммунитет – обычно под влиянием рукотворных изменений окружающей среды, их атакуют многочисленные патогены, к числу которых принадлежат и микроскопические грибы.

Во всем мире многие авторитетные институты занимаются поиском фармакологически активных веществ в морских грибах. Грибы часто образуют ассоциации с губками и другими беспозвоночными организмами. Так же как и на суше, этот симбиоз может приносить организмам обоюдную пользу, поэтому иногда бывает трудно определить, какой из партнеров вырабатывает то или иное активное вещество. Были выделены и исследованы многие многообещающие вещества, но их путь в клиническую практику долог и тернист. Даже в тех случаях, когда доподлинно известно, что экстракты морских грибов проявляют биологическую активность, попытка выделить какое-то определенное вещество с нужным действующим началом – сизифов труд.

Ученые Кильского университета им. Кристиана Альбрехта, работающие в Средиземном море, сообщают, что им удалось выделить из одной губки гриб Scopulariopsis brevicaulis. Его пептиды в лабораторных экспериментах подавляют рост клеток рака поджелудочной железы и рака толстой кишки. Путем геномного анализа ученым удалось идентифицировать соответствующие гены, и теперь эти пептиды можно синтезировать и произвольно модифицировать. Европейский союз давно финансирует это исследование морских грибов. Возможно, этим потенциально противораковым веществам из морских грибов суждено большое будущее.

Однако если вы откроете любой учебник по биологии и попробуете найти раздел «Морские грибы», то ничего не найдете. Такой самостоятельной, отдельной таксономической группы просто не существует. Эти таинственные крошечные существа, скорее, представляют собой очерченную с точки зрения экологии и физиологии группу видов грибов, которые, не являясь близкими родственниками, обитают в море и активно участвуют в обмене веществ с окружающей средой. Существуют «облигатные морские грибы», которые растут и размножаются только в море, и «факультативные морские грибы», которые помимо моря могут осваивать и другие среды обитания; еще одна, последняя, группа включает грибы с довольно сложным названием – «грибы, выделенные из морской воды». Живых и способных к размножению представителей этой группы выделяют из морской воды, но пока нет убедительных данных об их участии в функционировании морских экосистем.

Ветер и вода в больших количествах переносят в море споры типичных наземных и пресноводных грибов – мы уже знаем об астрономических количествах спор в атмосфере, и они, как авиационные грузы, пересекают океаны, преодолевая огромные расстояния. Эти споры обнаруживаются в морях повсеместно. Они могут долго сохраняться в морской воде. Но эти грибы нельзя назвать морскими, потому что они не способны расти и размножаться в море, а также не участвуют в круговороте веществ в морских глубинах.

Давайте покинем море, отложим в сторону маски и трубки и перенесемся в африканские саванны и в тропические леса Южной Америки. Речь снова пойдет о симбиозе, но теперь мы увидим, что у грибов могут быть самые разнообразные партнеры. Помимо растений – деревьев и морских водорослей – симбиотическими партнерами грибов становятся также муравьи и термиты.

Кто такие муравьи, знает каждый ребенок. Куда менее известны многообразные стратегии питания этих насекомых. Всеядными муравьи бывают редко; как правило, способы питания их в той или иной степени специализированы. Многие наверняка хотя бы один раз слышали о том, что муравьи защищают от врагов колонии тлей, чтобы «доить» их, получая сладкую медвяную росу. Другие муравьи питаются падалью. Немало существует хищников, «разбойников», среди которых наиболее известны кочевые муравьи, которые, помимо беспозвоночных, охотятся на мелких рептилий, птиц и млекопитающих. Есть собиратели и пожиратели семян; муравьи, делающие запасы зерна; муравьи, время от времени промышляющие воровством; профессиональные воры. В мире муравьев существует рабство, социальный паразитизм и многое-многое другое. Представители некоторых видов устраивают подземные грибные фермы – муравьи занимаются этим миллионы лет, они начали строить такие фермы, когда не существовало ни людей, ни их далеких предков, и задолго до того, как людям пришла в голову идея последовать в этом отношении примеру насекомых.

Как утверждает энтомолог Тед Шульц из Смитсоновского национального музея естественной истории, «сельскохозяйственная деятельность в животном мире встречается крайне редко… нам известны только четыре группы животных, занимающихся такой деятельностью: муравьи, термиты, короеды и люди». Выращивающие грибы термиты, о которых мы скоро узнаем, существуют уже 30 миллионов лет. Изобретательная форма совместной жизни с грибами существует у общественных насекомых, а именно муравьев, несколько дольше. Применение современных молекулярно-биологических методов показывает: выращивание грибов восходит к общему предку муравьев и термитов, жившему около 50 миллионов лет назад. Различные «сельскохозяйственные» стратегии были развиты в особенности за последние 25 миллионов лет. Самую известную из этих стратегий используют муравьи-листорезы. Эти муравьи срезают листья и уносят их в муравейник, где питают листьями грибы. Один муравейник в течение дня заготавливает столько листьев, сколько съедает за тот же промежуток времени взрослая корова. Колонии муравьев рода Atta могут включать до восьми миллионов особей, что в сумме и составляет биомассу, равную по весу одной корове. Существует очень много муравейников такой величины! Неудивительно, что людям приходится отбиваться от этих шестиногих крестьян с помощью химических инсектицидов.