Самая загадочная группа живых существ на земле, или что сближает грибы с животными

Ирина Лагунина: Грибы – это организмы, которые изучают микологи. Так шутят ученые по поводу одной из самых загадочных групп живых существ на Земле. Свойства грибов еще мало изучены, хотя они играют огромную роль в нашей биосфере. О биологическом грибном разнообразии и о том, что сближает грибы с животными, рассказывает профессор, доктор биологических наук, заведующий кафедрой микологии и альгологии биологического факультета МГУ Юрий Дьяков. С ним беседуют Александр Марков и Ольга Орлова.

Александр Марков: Юрий Таричанович, что такое грибы?

Юрий Дьяков: Те, кто мало знает что-то о грибах, все очень просто. Скажем, любознательные грибники, когда находят в лесу какие-то удивительные совершенно по форме организмы, скажем, типа земляной звездочки или веселки, которые в общем не имеют типичную для грибов форму, они несут к нам, а не к другим специалистам. То есть им понятно, как грибы отличаются от не грибов. Но чем подробнее и глубже смотришь тем менее ясно становится, что такое грибы. И есть такое определение, которое чисто как жизненная формула, эколого-физиологическое определение. Грибы – это эукариотные организмы, то есть организм, имеющий ядро, который питается исключительно соматрофно. То есть это всасывальщики, организмы, которые насасывают питательные вещества из окружаюпигментов, поэтому они в отличие от растений не способны к фотосинтезу, к созданию органического вещества из неорганического, им нужны в окружающей среде органические соединения. Но они их поглощают не как животные, имеющие специальные ротовые органы, пищеварительный тракт и так далее, а всем своим телом. У них нет специального зоотрофного питания, заглатывания активного, они всасывают. Вот в связи с этим этот способ питания наложил особенности на все - на морфологию, биологию, биохимию, на все свойства грибов. У большинства грибов тело их - это сильно разветвленные нити, грибница. Таким способом лучше всего оккупируется субстрат, и это позволяет все от него возможное доставать. Это первая особенность.

Вторая особенность, что у грибов очень мощные гидролитические ферменты, которые разрушают сложные полимеры, такие как белки, как полисахариды, липиды и другие на отдельные строительные кирпичики, мономеры или олигомеры, которые могут проходить через покровы гриба. Для этого нужны очень мощные ферменты, которые выделяются в окружающую среду и поглощают. Поэтому грибы в биотехнологии используются для получения этих ферментов, которые расщепляют органические соединения сложные. Поэтому по своей структуре грибное тело - это вывернутая наизнанку кишка, потому что в кишку, в просвет кишечника ферменты проходят внутрь и расщепляют пищу, а тут наружу, в окружающую среду.

Еще одна особенность, связанная с тем, что для того, чтобы это все всасывать, нужно очень мощное турберное давление. То есть грибная мицелия - это насос, который развивает огромное давление, позволяющие эти растворы в себя вгонять. Но, наверное, видели многие как, скажем, плодовые тела шампиньона пробивают асфальт, мощное у них при росте давление.

Еще одна особенность, раз они живут внутри субстрата, им очень трудно распространяться, рассеиваться своими единицами размножения, которые спорой называются у грибов. Поэтому органы, несущие споры, у них поднимаются всегда над субстратом. То, что в народе называется грибы – это только структуры, в которых формируются споры и они разбрасывают.

Ольга Орлова: То есть мы называем грибами только часть грибов, которую можем видеть?

Юрий Дьяков: Только орган размножения. А вегетативное тело, если вырывается гриб с участком почвы, то видно, что там такие нити светлые грибниц.

Ольга Орлова: А это и есть самое главное.

Юрий Дьяков: Это и есть их тело. Все остальное его видоизменение.

Ольга Орлова: Что же получается, что грибы работают как губка, и как насос, а что их сближает с животными организмами, к чему они ближе, к каким животным организмам они ближе?

Юрий Дьяков: Это определение - это чисто экологическое определение. А филогенетическое определение, Линней когда создавал свою систему, принципы, которые до сих пор приняты, недавно молекулярные и генные систематики взламывают, пытаются взломать, то он грибы не знал куда помещать. Он свалил все, что непонятно, в одну кучу, в том числе и грибы, и назвал хаос. Сейчас с помощью этих методов, которые позволяют определить генетическое родство организма, то есть анализ не фенотипических признаков, а генома, показал, что грибы - это не единая группа. Это группа, состоящая, по крайней мере, из трех совершенно независимых, из разных совершенно предковых форм, эволюционирующих линий. Одна линия - это настоящие грибы. Вторая группа - это очень близкая, очень родственная с желто-буроокрашенными водорослями, имеющими хлорофилл С. И третья группа это очень близкие к животным, так называемые миксомицеты, которые как амебы ползают и вообще они не только всасывают, но могут и поглощать с помощью пузырька мембранного целые частицы.

Александр Марков: Слизевики они называются.

Юрий Дьяков: Слизевики. Знаете, есть такая шарада: первый слог совсем лошадь, второй не совсем, а все вместе совсем не лошадь. Это коньяк. Так вот настоящие грибы - это совсем грибы, эти оомицеты, близкие к водорослям, не совсем грибы, а миксомицеты совсем не грибы. И вообще один известный миколог современный такое дал определение: грибы – это организмы, которые изучают микологи. То есть традиционно никто не хотел заниматься, кроме микологов, так они стали называться. На самом деле настоящие грибы только группа. Вот эта группа как раз близка к животным по типу обмена, у них хитин в оболочках есть, который встречается у многих животных членистоногих. У них, скажем, синтез некоторых аминокислот протекает как у животных, а не так, как у растений. У самых примитивных грибов имеются жгутиковые формы подвижные, так это один жгутик как у сперматозоидов животных, а не так устроен, как у растений.

Ольга Орлова: А невооруженным взглядом такой гриб можно разглядеть?

Юрий Дьяков: Нет, невооруженным взглядом вы, конечно, ничего не разглядите - это все нужно смотреть в микроскоп, а чтобы смотреть как устроен жгутик, нужен электронный микроскоп. Такая вот группа, такая странная группа организмов.

Александр Марков: Скажите, действительно так велика роль грибов в природе, в круговороте веществ, в сообществах разных?

Юрий Дьяков: В природе роль грибов двояка. Прежде всего по их типу питания, у них имеется уникальный набор ферментов, разрушающих биополимеры чрезвычайно стойкие, такие как целлюлоза и лигнин. По содержанию углерода целлюлоза и лигнин - это два полимера, которые находятся на первом месте среди всех других. Причем они запасаются, депо многолетнее в древесине, в болотах, в почве и так далее. Целлюлозу способны кроме грибов разрушать и бактерии, те бактерии, которые живут в кишечнике жвачных животных, бактерии, которые используются для мочки льна - это все разрушающие целлюлозу и грибы тоже, конечно. Но лигнин, этот стойкий полимер, состоящий из конденсированных ароматических колец - это невероятно стойкое вещество, которое кроме грибов не разрушает никто.

Александр Марков: А он входит в состав грибов?

Юрий Дьяков: Он входит в состав древесины, он в древесине это второй по массе после целлюлозы, после клетчатки. А по содержанию углерода даже больше на единицу веса, чем в клетчатке. Лигнин, когда делают, идет целлюлозно-бумажная промышленность, огромная, мощнейшая промышленность, то лигнина целые терриконы, которые не знают, куда девать. Он ядовитый. И сейчас с помощью грибных ферментов эту проблему пытаются решать. Есть очень много биотехнологий, много людей этим делом занимаются. Это одна сторона. В связи с тем, что такие разнообразные ферменты, грибы очень большую роль отрицательную играют как разрушители различных изделий, прежде всего древесные изделия. Все строения, бани, шпалы деревянные. Почему заменяют деревянные шпалы на бетонные? Потому что они гниют, плесневеют от грибов. Скажем, сейчас жуткая проблема с этим прекрасным собором в Кижах, который сейчас фактически разрушается и много разных программ есть, как это спасать, но тем не менее.

Ольга Орлова: Спасать от грибов?

Юрий Дьяков: Пытаются. Вплоть до переборки, все разобрать и потом все снова сложить. Но это не принимают люди. Кроме того, скажем, в производстве кожзаменителей и прочее. Раньше в крупных военных предприятиях были всегда лаборатории, где защита от биоповреждений, биокоррозии, в основном от грибов. Бумаги, старинные рукописи - эта проблема. И важнейшая проблема, связанная с тем, что грибы являются возбудителями многих болезней растений как диких, так и сельскохозяйственных. Эти ферменты грибные в основном направлены на разрушение биополимеров растительных и в основном паразиты растений, мертвые растения добивают. И грибные эпидемии вызывали страшный не только урон, просто трагические были судьбы народов. Ирландского народа, после картофельные болезни, когда фитофтора картофеля в течение двух лет уничтожила урожай картофеля, а в Ирландии 40% населения имела половину своего пищевого рациона картошку, даже 50%, и еще какое-то количество кроме картошки не ело ничего. Поэтому миллион человек погибли и полтора миллиона эмигрировало в Америку.

Ольга Орлова: Не только Ирландия картофельная страна, у нас любой дачник знает, что такое фитофтора, как с ней тяжело бороться.

Юрий Дьяков: Это та самая знаменитая фитофтора, правда, оомицета - это родственник водорослей. Вся его жизнь как у нормального гриба.

Ольга Орлова: А он является паразитом?

Юрий Дьяков: Конечно, паразитирует на пасленовых растениях - на картошке, на помидорах. Он появился на картофеле в середине 19 века, а на помидорах примерно лет на 50 позже. Есть этому объяснение. Но тем не менее, сейчас он приносит вред томатам часто не меньше, чем картофелю. И все собирают в Подмосковье зеленые помидоры, потому что иначе они сгниют. Я даже в одной статье написал, что Россия страна вечнозеленых помидоров.

Ольга Орлова: А виной этому оказывается фитофтора.

Юрий Дьяков: Еще говорят в народе: как туман упадет, так он вызывает повреждения. Телегу ставят впереди лошади. Этот гриб имеет зооспоры, которые должны плавать в воде, поэтому когда влажность, тогда он развивается. Когда перепады ночных и дневных температур, роса, туманы, тогда идет массовое заражение.