Таинственная жизнь грибов. Удивительные чудеса скрытого от глаз мира - Роберт Хофрихтер

Многие ученые сегодня считают, что грибы изначально появились в море, но среди них надо различать первично морские и вторично морские виды. Первые в ходе эволюции не покидали морскую среду, в то время как вторые вышли из моря на сушу, но потом снова вернулись в море. Такие превращения претерпевали в ходе естественной истории не одни только грибы. В качестве примера можно привести некоторых черепах, которые в ходе эволюции неоднократно мигрировали с суши в море и обратно.

Размеры клеток морских грибов варьируют от 2 до 200 микрометров; редко формируются плодовые тела и продолговатые многоклеточные гифы длиной несколько миллиметров. Структуры водных грибов значительно меньше, чем аналогичные структуры их наземных родственников, но впечатляет не их физический размер, а значимость для экосистем, которая не уступает значимости земных грибов. Плотность встречающихся в море грибов или их стадий достигает весьма больших величин – от двух до многих сотен тысяч организмов на один литр морской воды или донных отложений.

Тернист, однако, был путь ученых, которые решили добывать знания о морских грибах, так как большинство их коллег считало морские грибы порождениями буйной фантазии. Первопроходцы морской микологии должны были для начала убедить коллег из своего окружения в справедливости своих утверждений.

В немецкоязычных странах первым ученым в этой области стал Карстен Шауманн, который в 1969 году, будучи уже дипломированным биологом, сообщил о «высших морских грибах, обитающих на древесных субстратах острова Гельголанд в Северном море». Обсуждение его работы внутри научного сообщества стало, по его признанию, самым трудным этапом исследования. «Так как на эту тему в то время не существовало публикаций других авторов, – писал Шауманн, – то сравнить мою статью было не с чем, а значит, не было критериев для конструктивной критики». В своей работе Шауманн гордо представил 26 видов высших морских грибов, из которых, за немногими исключениями, все были новыми. Среди них было 18 аскомицет и 8 дейтеромицет. Очень скоро были описаны 450 видов морских грибов, из них, в частности, семь родов и десять видов базидиомицет, а также 177 родов и 360 видов аскомицет.

Будучи тогда молодым биологом, я, несмотря на изучение океанографии, знал о морских грибах ровно столько же, сколько и мои коллеги, то есть фактически ничего. Именно Карстен Шауманн, который положил начало этому направлению – морской микологии, – в 2000 году приобщил меня к тайнам морских представителей царства Fungi. Я очень гордился, что мне было позволено участвовать вместе с мэтром в написании главы о морских грибах в книге, посвященной биологии Средиземного моря [22]. С тех пор морские грибы прочно держат меня в плену, и поэтому нет ничего удивительного, что я должен был хотя бы вкратце упомянуть их в моей книге – именно потому, что они выглядят совершенно не так, как мухоморы, которых мы видим во время лесных прогулок, и прежде всего потому, что большинство читателей узнает об этих грибах впервые. По состоянию на 2016 год обнаружено 1370 видов морских грибов, из них 979 аскомицет, 56 базидиомицет, 40 хитридиомицет и других не определенных пока таксонов.

О том, какие тайны в этой связи все еще ждут открытия, регулярно сообщает Магнус Иварссон, работающий в Шведском музее естественной истории в Стокгольме [23]. Ученым, исследующим буровые керны, добытые из морского дна возле Гавайских островов, удалось обнаружить микроскопические окаменелости нитчатых организмов, которые они приняли за бактерии: «В конце концов дошли до базальтового основания, откуда были взяты пробы – с глубины от 150 до 900 метров ниже уровня дна. Теперь, исследовав эти ископаемые остатки с помощью синхротронной томографии и специального окрашивания, мы пришли к выводу, что это не бактерии, а, скорее всего, грибы».

Если уж лес с его грибами навевает мистическое настроение, то что можно сказать о так называемой глубинной биосфере, которую исследует Иварссон? Глубинная биосфера – это обширная, но совершенно неизученная биосфера земной коры. До середины XIX века даже самые передовые ученые на основании «азойской теории» считали океанские глубины безжизненными. Согласно этой теории, в таком холодном глубинном регионе при высоком давлении и полном отсутствии света не может существовать ничто живое. Однако теперь известно, что в верхних слоях отложений океанского дна жизнь существует. Но еще удивительнее то, что она существует в форме эндолитических микроорганизмов, обитающих в граните или даже в базальте морских глубин. Эта жизнь глубинной биосферы представлена главным образом бактериями, археями и вирусами. И, как мы сегодня уже знаем, грибами.

Новые открытия позволили нам заглянуть в преисподнюю. Жизненное пространство простирается на километр в глубь земной коры, о чем мы до недавнего времени не имели ни малейшего представления. Здесь живут термофильные археи при максимальной температуре свыше 110 °C. Только на глубинах от пяти километров в океанической земной коре и от десяти километров в континентальной коре жизни гарантированно не существует. Однако где-то проходит граница биосферы. В этом мрачном подземном мире, по некоторым оценкам, сосредоточено от 30 до 50 % всей биомассы планеты.

Магнус Иварссон поясняет: «Мы считаем, что морские грибы обитают не только в толще воды и на морском дне, где они составляют нормальную и важную часть морских экосистем. Исследования ДНК показывают, что грибы могут быть наиболее часто встречающимися одноклеточными организмами морского дна. На основании наших исследований мы полагаем, что грибы распространены и в базальтовых породах. Таким образом, грибы, возможно, являются частью глубинной биосферы, и эти экосистемы намного сложнее, чем думали раньше. Там, внизу, живут не только бактерии и археи».

Нам почему-то легче представить себе, что архаичные прокариоты, лишенные клеточного ядра, то есть бактерии и археи, только и могут выжить в преисподней подземного мира, ибо они были первопроходцами жизни на этой планете, когда Земля выглядела совсем иначе. Но грибы – сложные эукариоты, живые существа с клеточным ядром, и мы уже много раз слышали о том, что они ближе к животным, нежели к растениям.

Новые сведения ошеломляют: не только подземный мир лесов полон грибов, но и подземный мир океанов. Как показывают буровые керны, они жили миллионы и миллионы лет назад в заполненных известью трещинах в вулканическом базальте вблизи от источников гидротермальной активности. Теперь мы пытаемся найти больше живых представителей таких грибов. О том, что грибы существуют по меньшей мере вблизи от гидротермальных источников морского дна, известно давно. И то, что в экстремальных условиях обнаружились различные представители хитридиомикоты и другие их первозданные древнейшие родственники, уже не удивляет. Эти открытия могут пролить свет на раннюю эволюцию грибов и углубить наши знания об экологических и физиологических приемах, с помощью которых выживают эти экстремофильные эукариоты.

Но вернемся на поверхность океана: те, кто эксплуатирует водные культуры, тоже вынуждены заниматься грибами. Дело в том, что среди родов Lagenidium, Haliphthoros, Halocrusticida, Halioticida, Atkinsiella и Pythium скрываются патогенные формы, поражающие моллюсков и улиток, которых разводят в качестве пищевых продуктов. Грибы родов Fusarium, Ochroconis, Exophiala, Scytalidum, Plectosporium и Acremonium поражают также и рыб. Хочется нам этого или нет, будь мы ученые или производители морепродуктов, мы не можем пройти мимо морских грибов.