Диалоги (сентябрь 2003 г.) - Гордон Александр. Страница 40

Л.Л. 10 лет назад американцы упорно не видели в Космосе ядерных устройств, сейчас они всячески поощряют разработку проектов с ядерными устройствами в Космосе.

Г.Е. Я думаю, что это результат еще и другого уровня доверия, который имеет место теперь – через такой короткий период. Мы не чувствуем, как время идет, как происходят изменения – не только в отрицательном плане. Так что мне кажется, что проблема астероидной опасности очень интересная, важная и касается всех, каждого человека.

Грибы

Участники:

Юрий Таричанович Дьяков – доктор биологических наук

Елена Петровна Феофилова – доктор биологических наук

Александр Гордон: …которые кажутся тебе неизмеримо далекими. Когда я читаю о каких-нибудь «черных дырах» – это не так поражает воображение, как то, что, оказывается, систематиками сегодня описано не более пяти процентов всех существующих грибов на планете. В начале ХХI века при таком пристальном внимании человека к этим грибам как так получается, что огромная часть, большая часть, подавляющая часть их не описана до сих пор?

Юрий Дьяков: Прежде всего, надо очертить то место, которое грибы занимают в огромном пространстве, называемом биотой. Потому что для большинства людей грибы – это то, что собирают в лесу или то, что вызывает плесень на продуктах, а в худшем случае – это так называемые неприятные «грибки», которые вызывают поражение ногтей, кожи и так далее.

На самом деле грибы – это гигантская группа организмов, которая по численности, как вы только что сказали, среди растительно-подобных организмов занимает примерно то же место, как насекомые, членистоногие среди животно-подобных организмов.

Елена Феофилова: То есть второе место в мире.

Ю.Д. Да. И, пожалуй, наиболее четкое определение, которое позволяет отделить грибы от не грибов, вот какое. Грибы – это эукориотные организмы, то есть организмы, имеющие ядра, но которые, во-первых, гетеротрофы, то есть не способны самостоятельно синтезировать органические вещества из неорганических, и которые, во-вторых, питаются осмотрофно, то есть питаются исключительно всасыванием из окружающей среды. То есть, грибы – это всасывальщики.

Так вот, такой тип питания наложил совершенно определенные особенности на строение и поведение грибов, в отличие от всех других организмов. Прежде всего, для того чтобы всасывать всем телом, надо чтобы это тело было максимально погружено в субстрат. Поэтому жизненная форма грибов, то есть тот морфологический тип их тела, который присущ большинству грибов, – это сильно разветвленные нити. Это грибницы, или мицелии, которые максимально оккупируют субстрат. Причем этим субстратом может быть почва, пораженное растение или даже какое-то пораженное животное, но главное – максимально оккупировать субстрат.

Во-вторых, очень интересно еще вот что. Поскольку грибы питаются готовыми органическими веществами, а они, скажем, в растениях или других субстратах представлены полимерными формами, то есть очень высокомолекулярными формами, которые через мембраны, конечно, не проходят, то необходимо их предварительно расщепить. Поэтому грибы выделяют в окружающую среду очень мощные гидролитические ферменты, ферменты диаполимеразы, разрушающие полимеры. И тем самым происходит расщепление белков.

А.Г. Получается внешнее пищеварение.

Ю.Д. Да, это наружное пищеварение. Если в кишке, скажем, пищеварительные ферменты выделяются в просвет кишечника, то в грибной гифе они выделяются наружно. То есть, гифу можно представить как вывернутую наизнанку кишку. Здесь на картинке, кстати, показано, что по этому признаку организмы разделяются на три больших группы или царства. Сейчас этих царств уже значительно больше.

Е.Ф. Шесть.

Ю.Д. Ой, и не шесть, а даже больше. Фототрофы, организмы, которые фотосинтезируют органику, растительно-подобные организмы; зоотрофы, которые заглатывают – это животно-подобные; и осмотрофы, всасывальщики – это грибы.

Кстати сказать, чрезвычайно интересное свойство грибов – выделение мощных ферментов наружу, оно очень широко используется сейчас в биотехнологиях. Скажем, единственные организмы, которые разрушают лигноцеллюлозный комплекс, то есть то, из чего построены клеточные стенки растений, это фактически древесина, – это грибы. Если б не было грибов, то лес бы до макушек был покрыт сломанными ветками, которые бы не разлагались. И сейчас очень широко применяются биотехнологии, при которых грибы используются в целлюлозно-бумажной промышленности для разрушения лигнина. Это самый стойкий природный полимер, другие организмы его разрушить не могут. Есть предположение, кстати, что использование грибов в бумажной промышленности в ближайшие 10 лет вырастет во много раз.

И, наконец, еще одно свойство, которое тоже связано с особенностями питания грибов. Для того чтобы поглощать вещества внутрь, нужно иметь очень высокое тургорное давление в клетке, чтобы шло…

А.Г. Чтобы насос работал.

Ю.Д. Да, чтобы насос работал. Многие слышали или видели, как шампиньоны при росте плодового тела взрывают асфальт, то есть у них – мощное давление, которое это позволяет.

Второй момент: что это за организмы, которые питаются осмотрофно и сколько их? Вы сказали, что сейчас описана где-то одна двадцатая часть грибов. Так предполагается, это, естественно, неточные цифры. Но дело в том, что, во-первых, имеется масса субстратов, на которых грибы практически только начали описываться. Например, морские грибы. Их чрезвычайно трудно выделять, их выделяют на приманочки, то есть кидают субстрат, который может обрасти грибом, и предполагается, что число морских грибов во много раз больше того, что сейчас известно. Грибы тропических лесов. Это огромные территории, которые недостаточно исследованы биологами, особенно микологами. Грибы все-таки это не деревья или трава – это чрезвычайно мелкие организмы, которые требуют микроскопических исследований и тому подобного. И соотношение числа грибов в развитых странах умеренного климата и развивающихся тропических странах показывает, что там просто неисчерпаемое еще количество неописанных видов.

Кроме того, сейчас показано очень много видов-близнецов, то есть грибов, которые морфологически не отличаются друг от друга, но которые имеют генетические барьеры, не позволяющие обмен генов между этими популяциями, то есть они репродуктивно изолированы друг от друга и являются отдельными биологическими видами. Например, всем известный осенний опенок, который собирают осенью. Мы все знаем, что это очень полиморфный вид, есть сосновый, березовый опенок. С помощью скрещивания мы, у нас в лаборатории, описали четыре вида этого опенка. Во всем мире описано уже больше десяти видов. А раньше они описывались как один вид. И сейчас есть огромная масса грибов, которые образуют на самом деле не один морфологический вид, а много биологических видов. На этом, собственно говоря, основаны утверждения, что полное описание грибной биоты еще ждет своего часа. Это тот момент, который связан с особенностями грибов и с их численностью.

Второй момент, который очень важен, заключается в том, что грибы исторически были очень тесно связаны с растениями. То есть, считают, что грибы вышли на сушу под покровом растительной ткани, как симбионты и паразиты растений, скажем, водорослей. С другой стороны, сейчас это уже однозначно установлено, что важнейшим приобретением, которое позволило водорослям, живущим в мелководных озерах, выйти на сушу, иррадиировать и дать такой гигантский эволюционный всплеск, приведший к гигантскому разнообразию высших растений, был симбиоз с грибами.

Грибы-симбионты (прежде всего микроизобразующие грибы, которые живут частично в корнях растения, а частично их мицелий выходит наружу) обеспечивают, во-первых, большее пространство освоения питательных веществ в почве. Поэтому в более бедных почвах они позволяют добывать питательные вещества. Во-вторых, они превращают труднодоступные питательные вещества, которые находятся в почве в нерастворимых или плохо растворимых соединениях, в такую форму, которая легче усваивается растениям. В-третьих, они защищают растения, есть целая масса механизмов этой защиты, от потенциальных патогенов, от патогенных почвенных микроорганизмов. То есть, то, что, скажем, на каких-нибудь каменистых или горных почвах живут вересковые растения, происходит только благодаря вересковой микоризе. И это чрезвычайно важная связь.