Сумчатый гриб (аскомицет) Pyronema domesticum – пирофил. Не педофил! И не пироман. Внимательнее читайте: пирофил. Он не обрастает детей и не поджигает леса. Но довольно быстро появляется на пожарищах откуда ни возьмись, даже в тех местах, где пожаров не было десятки лет.
При лесном пожаре углерод из верхнего слоя почвы улетучивается в атмосферу в виде углекислого газа, но часть его остается в виде угля, или «пиролизованной органической материи», как любят поумничать ученые. Если копнуть поглубже, где чуть менее горячо, то живой органики все равно не сыскать – все микробы там полопались и сдохли, а животные с растениями ужарились и задохнулись. Чем же пиронеме питаться в этом слое смерти – угольками, что ли? По правде говоря, некоторые микроорганизмы способны разлагать уголь. Но что насчет гриба?
Американские биологи попробовали вырастить пиронему из образцов, собранных после пожара в Калифорнии в 2013 году. И пиронема выросла – как на угле, так и на других питательных субстратах. После этого они решили секвенировать РНК фунгуса. «Если он пытается есть уголь, мы бы увидели активность многих метаболических генов – и именно это мы и увидели», – уверяет Моника Фишер, постдок Калифорнийского университета в Беркли и первый автор исследования. Многие из тех генов вовлечены в распад сложных ароматических углеводородов, входящих в состав угля.
Чтобы удостовериться в углевом питании гриба на практике наглядно, почвовед Теа Уитман из Висконсинского университета в Мадисоне, одна из соавторов исследования, вырастила у себя в лаборатории милые саженцы сосны в атмосфере с углекислым газом, содержащим углерод-13 – тяжеленький изотоп, который легко отследить. Затем она… сожгла их в топке! И скормила угли пиронеме! Когда грибок пропукался, в его углекислых эмиссиях обнаружился тот самый изотоп. Таким образом, пиронема действительно питается углем.
Интересно, что помимо углерода-13 в выделенной углекислоте содержался обычный изотоп, углерод-12, причем его оказалось значительно больше, чем тяжелого углерода из соснового угля. Как будто гриб вместе с углем поедал что-то еще – возможно, агар-агар, на котором его вырастили, или залетные углеводороды, случайно попавшие в чашку во время посева. Фишер интерпретирует результат так: «Пиронема ест уголь, но на самом деле он ей не нравится». Сперва гриб уминает то, что ему действительно кажется вкусным, – свежую мертвечинку в слое смерти, – а потом вынужденно переключается на неаппетитный уголь.
Разлагая уголь после пожара, пиронема предоставляет источник пищи для микробов и других живых существ, которые не могут питаться углем, но способны хомячить углеводородики попроще. Это делает ее важной шишкой на пожарище, экологическим пионером – всем грибятам примером. Другие грибы тоже, возможно, умеют метаболизировать уголь. Не перепукают ли они весь уголь из почвы в атмосферу, усилив парниковый эффект? Оценить масштабы явления позволили бы похожие эксперименты в дикой природе. Ученые уже отправились в леса, чтобы спалить их и скормить угли грибам…
Научная статья: Frontiers in Microbiology (Fischer et al., 2021)