Царство Грибы

 

      Гриб-хищник нашли в куске янтаря

      Янтарь запечатлел, как древний хищный грибок окольцевал червя-нематоду, возможно, с целью его съесть

      Немецкие учёные из берлинского университета Гумбольдта (Humboldt-Universität zu Berlin) под руководством Александра Шмидта (Alexander Schmidt) обнаружили в карьере на юго-западе Франции кусок янтаря, в котором сохранился, предположительно, хищный гриб возрастом около 100 миллионов лет и останки нематод.

      Находка побила предыдущий рекорд: найденный тогда хищный гриб был лишь 15-20 миллионов лет от роду. Но не только это удивило исследователей. Обычно хищные грибы проживают в почве, и у них весьма невелик шанс быть "замороженными" в янтаре (являющемся изначально древесной смолой). Теперь учёные надеются, что данный экземпляр хоть немного прояснит, как эволюционировали эти странные существа.

      Современные хищные грибы часто ловят в свои липкие "сети" и кольца (срабатывающие подобно лассо) очень маленьких червей нематод, которые питаются на их поверхности. Когда червь умирает, ткани гриба прорастают в него и переваривают.

      Пока учёным неизвестно, как хищные грибы изменялись в течение всей своей истории, а изучить это практически невозможно. У грибов отсутствуют скелет или раковина, поэтому, когда они отмирают, ничего не остаётся. Именно поэтому для исследователей так важна эта находка.

      Так как найденный гриб обладает такими же, как и современные представители, петлями (около 10 микрометров в диаметре), то биологи делают вывод, что подобное пищевое поведение было свойственно ещё древним представителям хищных грибов. 

      Хищные грибы к вашим услугам

      Вам когда-либо попадался в лесу зубастый подберезовик? А вооруженного острыми когтями масленка не видали?

      Нет? Тогда все правильно. Лесные грибы - народ мирный. Даже пользующийся недоброй славой красавец мухомор ни на кого нападать не собирается. Стоит себе на лесной полянке, зверей поджидает. Говорят, лоси его очень любят. А страшная бледная поганка сама перепугана до смерти, от людей старается подальше держаться, в лесной чаще таится. И не вина ее, а беда, что на шампиньон слегка похожа.

      И все-таки они существуют, эти странные хищные грибы, столь непохожие на знакомые всем дары леса.

      Сначала на экране появился изящный червячок. Многократно увеличенный съемкой, он вольно плавал в растворе, изгибался, охотно позируя. Но вот в углу кадра возникли какие-то странные нити. Они медленно, но верно ползли к червячку. От нитей отходили отростки, превращались в крючки и петли. Вот уже вокруг червячка выросла целая сеть. Он еще пытается освободиться, отчаянно бьется, но кольца и петли сжимаются все туже. Конец.

      Так, почти фильмом ужасов начала свой доклад о хищных грибах на Всесоюзной конференции «Пути совершенствования микробиологической борьбы с вредными насекомыми и болезнями растений» доктор биологических наук Нисса Ашрафовна Мехтиева. 

      УКСУСНАЯ УГРИЦА И ДРУГИЕ

      Героиня фильма, уксусная угрица - существо безобидное. Живет себе в забродившем уксусе, никому не мешает. Исследователи любят использовать ее как модельный организм для разных опытов. Для этого достаточно капнуть немного уксуса в крахмальный клейстер. Но не таковы ее многочисленные братья и сестры по классу нематод, или круглых червей.

      Хочу, чтобы меня поняли правильно. Вовсе не собираюсь бросить тень на весь этот класс, по числу особей самый многочисленный в царстве животных и уступающий лишь классу насекомых по числу видов. Многие его представители честно трудятся в отдаленных уголках Земли, подчас в очень нелегких условиях, внося неоценимый вклад в круговорот веществ в природе. Это достойные, уважаемые жители воды и суши. Особенно много нематод живет в почве.

      Но есть среди них виды, роды и даже целые отряды, вступившие на скользкую дорожку паразитического существования. Одни поселяются в тканях растений, другие внедряются в организм животных и живут за счет хозяина.

      Возьмем фитонематод, живущих в тканях растений. Раньше неурожаи картофеля и свеклы после нескольких лет монокультуры приписывали «утомлению почвы». Лишь в нашем веке было открыто, что виноваты нематоды. Ежегодные потери мировой сельскохозяйственной продукции от них около 12 %. В денежном выражении для 20 основных культур это 77 миллиардов долларов. И не подумайте, что такая беда только в развивающихся странах с отсталой агротехникой. Так, в США фитонематоды причиняют ежегодный убыток в 5-8 миллиардов долларов. И поэтому сейчас по сравнению с 1967 годом затраты на изучение фитонематод возросли в США в восемь раз.

      Эти крошечные червячки вредят на полях, в огородах и теплицах. Например, огурцы и помидоры терзают так называемые галловые нематоды, образующие вздутия на корнях. 

      ВЕЧНЫЙ БОЙ

      Для борьбы с нематодами в теплицах почву пропаривают и вносят ядохимикат - какой-либо нематицид, например дазомет или гетерофос. Для розничной продажи населению у нас разрешен только один нематицид - тиазон 40 %. Его рекомендуют равномерно вносить в почву (тщательно перемешивая ее при этом на глубину пахотного слоя). При сильном заражении галловыми нематодами приходится менять всю землю в теплице.

      Чтобы избавиться от нематод на полях, земледельцы издавна применяют чередование культур. Например, после 5-7 лет монокультуры картофеля выращивают люпин или другие бобовые. Замечено также, что нематод отпугивают некоторые растения, например редька и бархатцы.

      Однако полного оздоровления почвы эти меры не дают.

      Больше надежд на селекционеров, на устойчивые сорта. Начиная с шестидесятых годов в разных странах выведено много устойчивых к нематодам сортов картофеля. Увы, нередко их клубни оказываются невкусными не только для нематод, но и для нас. Так получилось, например, с сортом Мета, выведенным Литовским НИИ земледелия совместно с Всесоюзным НИИ гельминтологии им. К. И. Скрябина. Районированный в Литве, Белоруссии и нескольких областях РСФСР, он не находит сбыта из-за низких вкусовых качеств.

      К борьбе с нематодами подключилась и генная инженерия. Прошлым летом две американские фирмы, «Микоген» и «Монсанто», подписали соглашение о введении гена, ответственного за выработку токсина бактерии Bacillus turyngiensis в растения сои, хлопчатника, томатов и картофеля. Этот токсин убивает фитонематод. Полагают, что растения таким образом будут сами себя защищать.

      Почему же так трудна борьба с нематодами?

      Дело в том, что за многие века эволюции нематоды выковали очень серьезное оружие - способность образовывать цисты. Циста - это старая самка, набитая личинками. Этакий кожаный мешочек. Благодаря своей прочной оболочке, циста спокойно переносит все невзгоды - и пропаривание, и химические обработки почвы. Циста может храниться в земле десятками лет. А придет время - личинки выйдут из нее и примутся за свое. Но вернемся к хищным грибам.  

      ТРЕТЬЕ ЦАРСТВО

      Карл Линней, создатель систематики живого, отнес грибы к царству растений. У него были для этого веские основания. Как и у растений, клетки грибов окружены оболочкой из клетчатки, и, полагал Линней, грибы, в отличие от животных, неспособны к активному движению.

      Однако в наши дни специалисты выделяют грибы в отдельное, отличное от растений и животных третье царство. Число видов в нем огромно. Многие из них по отношению к людям настроены враждебно: вызывают болезни человека. Не милуют они и животных, и растения, портят пищу, древесину, текстиль и другие материалы. Но есть среди грибов такие, кого мы с полным правом можем называть друзьями. Среди них и герои моего рассказа. Английский ученый К. Л. Даддингтон так и озаглавил свою книгу о них: «Хищные грибы - друзья человека».

      В науке они фигурируют не так уж давно, с шестидесятых годов прошлого века. Именно тогда известный русский миколог и фитопатолог, специалист по грибам и болезням растений Михаил Степанович Воронин, исследуя под микроскопом почвенный гриб Arthrobotrys oligospora, тщательно описал и зарисовал никем еще не виданные крючки, петли и кольца, в изобилии образующиеся на нитях и спорах гриба. Увы, их назначение многие годы оставалось загадкой.

      Лишь в 80-х годах того же XIX века Вильгельм Цопф, профессор университета в Галле, установил, что странные образования не что иное, как орудия охоты! Ловчие петли, кольца и крючки нужны хищным грибам для того, чтобы охотиться на нематод, превосходящих их силой и размерами. 

      ОБИТАТЕЛИ ТРУХЛЯВЫХ ПНЕЙ

      Исследования в США, Великобритании и Франции, а начиная с 1946 года и в нашей стране, показали, что в природе хищные грибы отнюдь не редкость. Например, они всюду встречаются в почве, компосте и трухлявых пнях - словом, там, где происходит разложение растительных остатков.

      Как и хорошо известные всем лесные грибы, хищники состоят из тонких длинных нитей - гифов, образующих грибницу, или мицелий. Но плодовых тел, которые мы в обиходе называем грибами, у них нет. Размножаются миниатюрные хищные грибы спорами, образующимися на концах гифов. Обнаружить их можно с помощью микроскопа.

      Питаясь растительными остатками, хищные грибы пополняют свое меню животной пищей. Долгое время никто не знал, как им удается справляться со своими жертвами. Высказывали предположения, будто хищные грибы вооружены химическим оружием - выделяют антибиотики, токсины и другие биологически активные вещества. И действительно, такое оружие было у них найдено. Но когда в опытах его обрушили на нематод, гибель не превысила 20 %.

      Азербайджанские ученые под руководством Н. А. Мехтиевой - помните рассказ о кинофильме? - для изучения химического состава хищных грибов применили метод тонкослойной хроматографии. Оказалось, что в их химическом арсенале есть плохо растворимые в воде вещества, которые действуют как контактные яды. Едва нематоды оказываются в ловчей сети гриба, на поверхности колец выделяются капельки клея вроде латекса, прочно удерживающие жертву, как муху на липкой бумаге.

      Рентгеновский анализ в Кишиневском ВНИИ биологических методов защиты растений показал очень высокое, по сравнению с гифами, содержание в ловчих кольцах калия, фосфора и особенно кальция. Калия и фосфора было больше в 15 раз, а кальция - в 40. А ведь кальций очень нужен животным при мышечных сокращениях - он вступает в связь с белком тропонином. А раз так, то не служат ли хищные грибы живым мостиком между царством растений и царством животных? 

      КАПРИЗНЫЕ ОХОТНИКИ

      Идея взять хищные грибы для биологической борьбы с нематодами появилась еще в 30-е годы нашего века. Она казалась заманчивой: ведь в нашем распоряжении появилось бы надежное, а главное, совершенно безопасное природное средство уничтожения нематод не только на полях, но и в ветеринарии и даже в медицине.

      Первые опыты были проведены американцами перед второй мировой войной на Гавайских островах, где нематоды сильно вредят ананасовым плантациям. Большие сосуды заполняли землей, туда же вносили хищные грибы.

      Почти одновременно французские ученые из Института Пастера попытались использовать хищные грибы против нематод, поражающих бегонии, и нематод, паразитирующих в организме овец и лошадей.

      Увы, уже в этих первых опытах хищные грибы показали свой капризный нрав. Часто без видимых причин они наотрез отказывались охотиться на нематод и довольствовались мирным сосуществованием. Когда было достаточно питания, хищные грибы сворачивали свои сети, убирали ловчие кольца и крючки и становились мирными вегетарианцами. И все же... 

      ПАРАЗИТЫ НЕ ПОДВЕДУТ

      Ученые ВНИИ гельминтологии сосредоточились на поиске и отборе наиболее активных, самых хищных штаммов. Ведь не может быть, чтобы среди хищных грибов не нашлось настоящих охотников, не желающих довольствоваться мирным сосуществованием. Возможности для этого немалые. Из ныне известных науке 87 видов хищных грибов в нашей стране обитает чуть не половина - 41 вид.

      Еще в 60-х годах В. Б. Удаловой и Н. В. Мацкевич методом сложного ступенчатого отбора удалось получить активный, штамм того самого Arthrobotrys oligospora, который исследовал еще Воронин. Они обозначили его ВГМГ -- 2461D. А в 1982 году Т. В. Теплякова выделила в Новосибирской области из почвы другой активный штамм, обозначенный ВКМГ-3062.

      На основе этих штаммов сейчас созданы два препарата хищных грибов для борьбы с нематодами в теплицах. Это особенно кстати - с 1 января 1990 г. постановлением Главного государственного санитарного врача СССР химические обработки в теплицах запрещены.