«Грибы − это тёмная материя биологии. Они повсюду, но они ужасно мало изучены» − отмечает Маркус Роупер, математик Калифорнийского Университета из Лос-Анджелеса. Его исследовательской группе с использованием высокоскоростной видеосъёмки и математического анализа удалось установить, что некоторые грибы генерируют воздушные потоки для распространения своих спор. Сначала на поверхности появляются небольшие капельки воды, а затем, испаряясь, они создают достаточное количество пара, чтобы поднять в воздух и активно разносить споры [Rachel Nuwer et al, 2014].
Грибы из рода Pilobolus используют другой вариант распространения спор, отстреливая содержащую их шляпку на расстояние до 2,5 метров со скоростью до 25 метров в секунду, при этом ускорение достигает 180 тыс. g [Yafetto L. et al, 2008]. Эти показатели являются абсолютным рекордом для живых организмов и достижимы только самой современной машинерией.
Гриб плазмодий, его называют также слизевик, способен перемещаться с места на место за счёт имеющейся у него системы актиновых и миозиновых нитей, наподобие мышечной системы, присущей животным. Конечно скорость такого движения, не превышающая 1 см/час, весьма скромная, но уже сам факт активного и осознанного перемещения гриба изумляет.
В настоящее время описано семь десятков светящихся грибов, причём количества света некоторых из них вполне достаточно для того, чтобы прочитать ночью книгу. При окислении пигментов, носящих название люциферины, выделяются фотоны, обладающие свечением в видимом диапазоне. И, если сам механизм биолюминесценции в принципе понятен, то абсолютно неясно зачем это вообще нужно грибам?
Некоторые виды грибов, содержащие пигмент меланин, прекрасно живут в условиях повышенного радиационного фона, и уже не испускают энергию, как в случае биолюминесценции, а наоборот поглощают её, используя пигмент меланин. Меланизированные клетки Cryptococcus neoformans в условиях ионизирующего излучения, в 500 раз превышающего естественный фон, росли быстрее, демонстрировали более интенсивный обмен веществ даже в условиях ограниченного количества питательных веществ, а облучённый меланин проявлял четырёхкратное увеличение способности восстанавливать энергетическую молекулу NADH по сравнению с необлучённым пигментом [Dodacheva E. et al, 2007].
В царстве грибов существуют хищники, которые охотятся не только микроорганизмы (бактерии и другие грибы), но и на насекомых, червей и мелких беспозвоночных животных. Грибы выстреливают своими спорами в потенциальных жертв. Попадая на тело уже обречённого организма, спора прорастает внутрь, начиная его медленно убивать, поглощая питательные вещества.
Однако существует биологический вид грибов Ophiocordyceps unilateralis, споры которого уничтожают своих жертв воистину фантастическим способом. Муравьи, привлекаемые веществами, выделяемыми спорами, с удовольствием находят их и поедают. Однако, как только споры попадают в организм насекомого, они, синтезируя до настоящего времени неизвестные токсины, «зомбируют» свою жертву. Покидая свою территорию проживания, «муравьи-рабы» проделывают длительное путешествие в глубину леса в места с температурой и влажностью, оптимально подходящей для роста «грибов-хозяев». После изнурительного марш-броска без пищи и воды, истощённые насекомые по сигналу хозяина взбираются на подходящее растение, вгрызаются в него челюстями, фиксируя своё тело и умирают. Через некоторое время из тела «зомби» вырастает грибница. Таких кладбищ муравьев в джунглях великое множество. И возможно их популяция вообще была бы уничтожена зомбирующим грибом, если бы не существование неизвестного суперпаразита, в свою очередь убивающего Ophiocordyceps unilateralis и таким образом поддерживающего равновесие в экосистеме.
В 2000 году Тосиюки Накагаки со своими коллегами из Университета Хоккайдо (Япония) в журнале Nature опубликовал результаты простого, но изящного эксперимента. Он разделил тело гриба Physarum polycephalum (того самого слизевика, способного хоть и медленно, но «обдуманно» передвигаться) на несколько частей и разместил их в лабиринте. Через некоторое время разделённые части соединились отростками, заполнив все ходы лабиринта. Затем учёный на входе и выходе из лабиринта положил два блока агара с овсяными хлопьями, являющимися лакомствами для этого организма. В течение последующих четырёх часов отростки истончались, пока наконец не исчезли за исключением тех, которые связывали блоки агара по кратчайшему расстоянию. Таким образом слизевик оптимизировал доступ к источникам питания. Спустя ещё четыре часа организм сформировал единый толстый тяж, по которому осуществлял дальнейшую транспортировку питательных веществ [Nakagaki T. et al, 2000].
В 2009 году группой учёных под руководством того же Накагаки в журнале Science были опубликованы результаты второго, не менее потрясающего эксперимента. Кстати, за него Тосиюки Накагаки получил свою вторую Антинобелевскую (Ignoble) премию. На месте 36 городов, расположенных в районе Токио, на объёмной карте Японии были помещены кусочки овсяных хлопьев. Слизевик, как и в предыдущем эксперименте, сначала распространился по всей площади в поисках источников питания, а затем в течение менее чем суток своими отростками сформировал сеть между городами. Она оказалась практически точной копией железных дорог, над планированием которых трудились десятки лучших инженеров страны в течение десятков лет. Следует отметить, что Physarum polycephalum является одноклеточным организмом, но при этом решает логические задачи подобного уровня сложности. Если даже одна клетка оказывается способна к анализу информации и принятию оптимальных решений, то что за морфологический субстрат в ней ответственен за выполнение данных функций?
Самым большим организмом на планете Земля является гриб тёмный опёнок, произрастающий в штате Орегон (США). Его площадь составляет около 900 гектар, а вес несколько сотен тонн. Этому организму более 2,5 тысячи лет. Но потрясает структура его грибницы, очень напоминающая соединения нейронов в человеческом мозге или организацию искусственных информационных сетей. Если она способна производить сбор, хранение и обработку информации, то результаты этой деятельности могут быть просто ошеломляющими для современной науки.
Также материалы по теме «Занимательная биология»:
Платформа Дзен по определённым причинам меняет алгоритмы показов, и теперь статьи канала Intellectus увидят только его подпиcчики. Если вы уверены, что подписаны на канал рекомендуется проверить это в связи с возможной автоматической отпиской.