Чего не знает современная наука - Сборник статей

Со школьной скамьи мы знаем, что все живые организмы делятся на два больших царства – растительное и животное. А к какому царству отнести грибы? Ясно, что не к животным, ведь гриб – это «шляпка на ножке», у него нет ни лап, ни глаз, ни ушей… Однако среди простейших животных тоже есть такие, которых с первого взгляда лучше бы отнести к растениям, а по составу ДНК грибы наиболее близки к животным. Поэтому парадоксально, но факт: грибы, как и животные, – наши ближайшие родственники.

В то же время, если ножку гриба считать стеблем, а шляпку… а вот к чему отнести шляпку? Оказывается, наши привычные представления о грибе имеют мало общего с тем, что в биологии называют организмом гриба. Тела грибов – это густой пучок волокон, который образует грибницу, или мицелий. Грибники же собирают в лесу «плоды» гриба – привычные нам «ножки со шляпками» так и называются: «плодовые тела», наподобие яблок или груш, и, так же как плоды этих деревьев, служат грибам для размножения. Грибницы самых известных нам грибов тянутся под землей на десятки метров и по своему внешнему виду мало напоминают обычные растения.

Отличаются грибы от растений и по химическому составу, развитию и образу жизни. И хотя у них есть ряд признаков, сближающих их с растениями (жесткие клеточные оболочки, размножение и расселение спорами, неподвижный или, точнее, «прикрепленный» образ жизни), большинство ученых относят эти организмы к совершенно самостоятельному царству – грибам.

Действительно, растения питаются солнечным светом и простыми неорганическими веществами, создают в процессе фотосинтеза органические вещества и строят из них свои тела: корни, стебли, листья. Грибы же не содержат хлорофилла и не могут питаться минеральными веществами.

Питание они получают из органических веществ, приготовленных растениями или животными. В лесу, например, грибы используют для этого опавшую листву, стволы отмерших деревьев и т. д. Благодаря грибам органические остатки отмерших растений и животных включаются в круговорот веществ. Причем никакие другие организмы, кроме грибов, не могут полностью разлагать, например, древесину. Вместе с бактериями грибы разлагают и все другие органические вещества на самые простейшие элементы, которые потом могут усваивать растения и животные, – без этого жизнь на Земле остановилась бы из-за нехватки элементов, образующих живую материю.

Кроме лесов, лугов, полей, парков и садов, грибы растут и на свалках, в шахтах, в пресной и морской воде, а также в наших домах и квартирах. Они, по-видимому, самые благодатные соседи для многих растений: все деревья и кустарники существуют в теснейшем контакте с грибами. Нежные волокна грибницы оплетают тонкие корешки деревьев и трав или проникают внутрь и высасывают некоторые вещества, необходимые для поддержания своей жизни. В свою очередь, через грибницу грибы дают зеленым растениям вещества, необходимые им для роста. Переплетение корней растений с волокнами грибницы образует так называемую микоризу, то есть «грибокорень». Микориза позволяет высшему растению значительно увеличить всасывающую поверхность корней и получать из почвы воду и элементы минерального питания в нужном количестве, даже если их в ней очень мало. Гриб же получает от высшего растения готовые углеводы.

Не так давно было обнаружено, что гриб играет роль «почтальона»: образуя микоризу, он связывает между собой отдельные растения различных видов. При этом часть органических веществ, синтезированных в одном растении, может перейти в другое. Деревья, выращенные в стерильных условиях в питательном растворе и затем пересаженные в почву, достаточно богатую питательными веществами, долго болеют и даже погибают от недостатка пищи. Однако, если внести в почву вокруг корней сеянцев совсем немного, всего 0,1 % по объему, лесной почвы, содержащей грибы, рост деревьев нормализуется: так «работает» микориза. Это свойство грибов получило практическое применение: в ряде хозяйств их используют вместо химических удобрений, ведь в почве достаточно нужных веществ, но не в том виде, в котором их может сразу усвоить растение. А грибы перерабатывают эти вещества в нужную форму.

Классическим примером того, как сотрудничество приносит всем его участникам стабильность и процветание, являются лишайники. Это очень интересная группа организмов, которые представляют собой союз гриба и водоросли. «Единство непохожих» позволяет им жить там, где никакой другой организм выжить не может: на раскаленных песках пустыни, на обледенелых скалах, даже на стекле и металле.

Основную часть лишайника составляют переплетенные между собой гифы гриба. Ими лишайник прикрепляется к поверхности, на которой ему суждено поселиться. Поверхность самого лишайника – это тоже гифы. А нежные водоросли прячутся в глубине его тела и располагаются либо в виде отдельных слоев – и тогда на срезе лишайник похож на слоеный пирог, – либо разбросаны в беспорядке.

Водоросль, представительница растительного царства, под действием солнечного света вырабатывает органические вещества и подкармливает ими гриб. Гриб же поставляет водорослям воду с растворенными в ней минеральными веществами. Ее он всасывает всей поверхностью своего тела, причем не только из дождевых капель или росы, но и просто из влажного воздуха. А минеральные вещества добывает из пыли, постоянно висящей в воздухе. В выгоде и гриб, и водоросль!

Поэтому лишайники удивительно неприхотливы: их можно встретить даже в горах Антарктиды, всего в нескольких сотнях километров от Южного полюса, где ветры дуют со скоростью до 150 км/ч, а температура зимой опускается до –60 °C. Есть сведения, что лишайники Гималаев продолжают расти при –24 °C.

Выживать в столь трудных условиях лишайникам позволяет их способность очень быстро высыхать: их влажность часто составляет от 2 до 10 % сухой массы. В таком почти обезвоженном состоянии фотосинтез останавливается, и водоросли лишайника перестают вырабатывать органические вещества. Находясь в подобном «анабиозе» (описанном фантастами в романах о дальних космических путешествиях), лишайники могут переждать и сильное солнечное облучение, и жару, и холод, невыносимые для других. Эффект приостановки жизни в значительной мере объясняется тем, что сухая кора лишайника становится непрозрачной и преграждает путь солнечной энергии. Влажный же лишайник, в отличие от сухого, разрушается ярким светом, жарой или холодом. Под дождем лишайник очень быстро поглощает воду, становясь мягким и гибким. Количество впитанной воды может превышать массу его тела в 35 раз!

Лишайники могут выходить из анабиоза лишь на несколько часов в сутки, и тогда они растут очень медленно, увеличивая радиус на 0,1–10 мм в год. Основываясь на этом, возраст некоторых лишайников может быть оценен в 4500 и более лет.

Большую часть элементов, необходимых для жизни и роста, лишайники улавливают из воздуха и дождевой воды. Они очень чувствительны к ядовитым веществам, так как не могут выделять в среду впитанные элементы. Поэтому состояние здоровья и химический состав лишайников может рассказать о «качестве» места их обитания.

Многие лишайниковые грибы и водоросли не могут существовать друг без друга. Например, зеленая водоросль Trebouxia, входящая в состав почти половины известных видов лишайников, обнаруживается только в симбиозе с грибами. Другие спокойно существуют по отдельности, но только в тесной взаимосвязи получают необычайные способности к выживанию.

Можно привести множество примеров жизненно необходимых взаимосвязей растительного и животного мира, но самым ярким, видимо, является всем известная связь между растениями и насекомыми: цветы дают насекомым еду – сладкий нектар или пыльцу, а насекомые переносят пыльцу, обеспечивая плодоношение. Соцветия растений, опыляемых бабочками, пчелами, жуками, мухами, как правило, широко открыты, как будто приглашают насекомых к накрытому столу.

Есть пары «насекомые – растения», очень тонко настроенные друг на друга. Например, шмель точно вписывается в цветок глухой крапивы (яснотка белая). Формой своих внутренних плоскостей цветок подражает шмелю. Шмель цепляется лапками за нижнюю губу цветка (на лепестках есть специальные углубления для его лапок, благодаря чему тельце насекомого занимает наиболее удачное положение для опыления) и опускает свой толстый хоботок в цветочную трубку со сладким нектаром. Шмель тянется за ним, и его спинка попадает во вздутую верхнюю губу цветка, где находятся тычинки и рыльце пестика. Пыльца попадает на тельце насекомого и затем переносится на другое растение.

Длинные и узкие трубки цветов душистой жимолости как будто специально созданы для длинных хоботков ночных бабочек. Если в паре «растение – насекомое» один партнер погибает, неизбежно погибает и другой, причем такая цепочка может оказаться довольно длинной. И не вовремя скошенный луг с цветущими травами может привести к исчезновению целого лесного массива…