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

Однако Натцмер идет еще дальше в своих рассуждениях, говоря о связи между образованием государств и искусственным выращиванием грибов. Первые государства в истории человечества начали возникать не более 10 000 лет назад, а муравьи и термиты обладают подобного рода организационным устройством уже на протяжении многих миллионов лет: «Если принять во внимание, что для государствообразующих насекомых наивысшее развитие может заключаться в усовершенствовании государственного устройства, то есть достижения в конечном счете обеспечения обильного питания, становится понятным, что поступательное развитие государственной жизни у муравьев и термитов должно было все в большей степени соответствовать необходимости отделиться в этом отношении, насколько возможно, от окружающего мира. То, что столь многие из насекомых совершенно независимо друг от друга приступили к искусственному выращиванию грибов, объясняется тем, что в недрах их гнезд, питаясь запасенным растительном кормом, грибы нашли необходимые им жизненные условия и стали буйно разрастаться. Вполне естественно, что у муравьев и термитов постепенно сформировалась привычка питаться подходящими для этого грибами».

Иными словами и проще эту мысль можно выразить так: уровень эволюционного развития, соответствующий определенной общественной зрелости, практически неизбежно сопровождается формированием искусственного разведения и выращивания грибов. Это очень интересное для любителей грибов рассуждение. Натцмер продолжает: «Было бы слишком поверхностно думать, будто искусственное выращивание грибов можно объяснить лишь только наличием грибов в запасах растительной пищи, то есть чистой случайностью. Истинная причина лежит гораздо глубже и теснейшим образом связана с развитием общественной жизни. Это подтверждается уже тем, что искусственное выращивание грибов практикуется только в странах с высокоразвитой государственной организацией».

Если эти соображения верны, то высшая форма государственной организации была достигнута человеком разумным в Европе только при дворе Людовика XIV в середине XVII века. Именно тогда в темных подвалах и погребах французской столицы началось целенаправленное выращивание парижских шампиньонов, которые очень скоро стали модным деликатесом. В Азии, судя по всему, государственность созрела раньше, потому что интенсивное использование шиитаке в медицине, так же как и его выращивание, судя по всем данным, начались там задолго до наступления XVII века.

Разница в несколько сотен и даже тысяч лет не играет в этой гонке сколько-нибудь значимой роли. Как Азия, так и Европа отстали в этом отношении от муравьев и термитов совершенно безнадежно и навсегда. Муравьи работают грибными фермерами – мы уже упоминали об этом, – вероятно, уже добрых 50 миллионов лет, не сильно проиграли им и термиты.

В Танзании был раскопан термитник, возраст которого оценивают в 25 миллионов лет, и это было первым настоящим доказательством существования сельскохозяйственной деятельности у животных. Воодушевленные ученые из Университета Джеймса Кука в австралийском городе Таунсвилл (Квинсленд) нашли в этом термитнике законсервированные плантации тех искусственно разведенных грибов, которые до настоящего времени считаются древнейшим ископаемым доказательством данного феномена. Правда, молекулярно-генетические исследования партнеров – термитов и грибов – показали, что симбиоз между ними на самом деле еще древнее. «Очевидно, эта форма совместного существования сохраняла обоюдную пользу для заинтересованных видов на протяжении всей их общей эволюции», – заметил Эрик Робертс, руководитель этой группы ученых, после опубликования данных. Приручение термитных грибов предками термитов (из подсемейства Macrotermitinae) произошло приблизительно 31 миллион лет назад. Термитные грибы оказывают своим беспозвоночным друзьям исключительно ценную услугу: они расщепляют плохо перевариваемые растительные вещества и производят для термитов более легкоусвояемые, богатые белком питательные вещества, то есть выполняют ту же работу, что и кишечные бактерии в организмах травоядных животных. Термиты для этой цели разводят грибы.

Ученые пытаются понять, как вообще мог родиться такой удивительный и своеобразный симбиоз. Исследователи полагают, что причиной стал Восточно-Африканский разлом и связанные с ним геологические обрушения и изменения ландшафта. Условия засушливой саванны не слишком благоприятны для жизни. Потребовались новые стратегии, как миллионы лет спустя они потребовались людям, окультуренным ими растениям и прирученным животным. Ведение сельскохозяйственной деятельности увеличило для термитов, а также для их грибов число возможных стратегий. Однако, как это всегда бывает в природе, ничто не остается без последствий. В движение пришла непрерывная цепь дальнейшего экологического развития. Другие организмы воспользовались строениями термитов, микроклиматическими условиями внутри и вокруг них. В термитниках концентрировались питательные вещества и вода, так как грибы – настоящие мастера по извлечению их из почвы. Этот беспримерный симбиоз двух партнеров наложил неизгладимый отпечаток на дальнейшее развитие окружающей среды, изменив условия существования бесчисленных биологических видов.

Долгое время недоставало краеугольного камня теории, которая позволяла бы исчерпывающе объяснить эти феномены. Теперь появились все основания полагать, что он обнаружен, так, во всяком случае, считает эколог Микаэль Поулсен из Копенгагенского университета: «Мы искали гены специфических ферментов, важных для расщепления растительных веществ, таких, например, как целлюлоза. Оказалось, что термиты вырабатывают относительно мало подобных ферментов. Напротив, грибы обладают их обширным набором. Но у них нет генов, отвечающих за синтез ферментов, осуществляющих окончательное расщепление простых сахаров до глюкозы. Однако именно эти гены мы обнаружили в геноме бактерий, обитающих в кишечнике термитов».

Все это означает следующее: в кишечнике термитов обитают симбиотические бактерии, и то, что мы наблюдаем у выращивающих грибы термитов, является не чем иным, как наметившимся уже у муравьев-листорезов тройным симбиозом: у термитов отсутствуют некоторые ферменты, необходимые для расщепления сложных полисахаридов, и даже вместе с грибами термиты окончательно справиться с этой проблемой не могут. Но это становится возможным при участии бактериального партнера. О существовании таких бактерий знали давно, но об их решающей роли в питании термитов не знал никто.

Влажные, прохладные углубления, наполненные отмершей растительной биомассой, в тропической саванне мало отличаются от ферм по разведению грибов, оборудованных людьми. Такова же и роль партнеров, выступающих в качестве специалистов по логистике: и там, и здесь надо лишь немного помочь, подправить, чтобы позаботиться о грибном саде или шампиньонной ферме. Рабочие особи-термиты неутомимо носят в термитник листья, траву, древесину и другие растительные субстраты, недоступные перевариванию в кишечнике термитов; далее, в недрах термитника другие собратья рабочих насекомых измельчают и поедают эти субстраты. Одновременно поедаются грибы рода Termitomyces и их споры, которые находятся в термитниках повсюду. Эта смесь не переваривается, так как слишком сложна. Она выделяется из кишечника не до конца расщепленной, но это не стихийное действо, а целенаправленная стратегия. Гриб становится переваривающим аппаратом термитов; он отвечает за основную долю расщепления. После первого прохождения через пищеварительный тракт термитов получается хорошо перемешанный субстрат, компост, на котором буйно растут грибы. После этого в игру снова включаются термиты. Они поедают культуру грибов вместе с субстратом, но при втором прохождении по кишечнику в дело вступают бактерии, для того чтобы расщепить сложные олигосахариды на простые сахара. Система эта настолько совершенна, что человеку, для того чтобы повысить эффективность работы биореакторов, следовало бы к ней присмотреться. Ученых в этой связи главным образом интересует, какие еще ферменты надо позаимствовать для этого у природы.