Я познаю мир. Ботаника

Касаткина Юлия Николаевна

Грибы–карбофилы 1 – омфалина гаревая; 2 – чешуйчатка углелюбивая

В нашем представлении грибы неразрывно связаны с дождем. Прошел теплый летний дождь – пора собираться в лес за грибами – дождик–то грибной! Но есть грибы, которые смогли приспособиться к жизни в засушливых степях и пустынях, хотя и трудно придумать более неподходящие для грибов местообитания. В степной и лесостепной зоне нашей страны часто растут те же виды грибов, что и в лесной зоне, особенно виды, растущие на опушках и лесных полянах.

Как правило, их грибница уходит на значительную глубину в почву, благодаря чему они хорошо обеспечены влагой, а основной период «плодоношения» приурочен к весне – началу лета, когда влажность и почвы, и воздуха еще значительна. Так, шампиньон полевой в лесной полосе «плодоносит» в основном с июля по сентябрь, а в степной зоне его плодовые тела можно встретить в мае–июне.

Другое приспособление к засушливым условиям – толстая оболочка, хорошо защищающая плодовое тело от действия ветров и высокой температуры. У пустынного гриба сепултарии песчаной плодовые тела практически полностью погружены в песок – на поверхности остается небольшой спороносный участок. У многих видов грибов встречается еще одно интересное приспособление к жизни в песчаных пустынях: на гифах, идущих в глубокие слои почвы, образуются песчаные футляры. Выделяемые грибами вещества цементируют песок, и вокруг тяжей формируются мелкие капилляры, по которым вода из почвы поступает в грибницу и плодовые тела. Песчаные футляры образуются только в условиях пустынь, в других местах они не встречаются даже у тех же видов.

Ведьмины круги

Собирая грибы, иногда можно натолкнуться на так называемые «ведьмины круги», или «ведьмины кольца», – плодовые тела грибов, растущие по кругу.

Жители Древней Руси думали, что кольца грибов вырастают на том месте, где при свете луны водили хоровод ведьмы, поэтому эти круги и получили такое сказочное название.

Легенда красивая, но, увы, ученым всегда по давай естественную причину каждого явления Так что, если вы не верите в ведьм, давайте по ищем научное объяснение роста грибов по кругу.

Дело тут вот в чем. Грибница постоянно разрастается вширь (помните, одно из свойств грибов, сближающее их с растениями, – непрерывный рост?), постепенно отмирая в середине. Со временем в центре разросшейся грибницы образуется «лысина», и плодовые тела появляются только по краям. Одновременное отмирание грибницы в центре и ее нарастание по периферии происходит потому, что гриб постепенно «выедает» из почвы питательные вещества, как органические, так и неорганические. Особенно интенсивно гриб потребляет азотистые соединения. Об этом свидетельствует то, что трава внутри круга реже и ниже, а иногда даже слегка желтеет от недостатка азотного питания.

Грибные круги могут разрастаться до очень больших размеров: диаметром 70 и даже 200 м. За год грибница нарастает на 10–12 см. Нетрудно рассчитать, что «ведьмин круг» диаметром 70 м может достигать возраста 500 лет!

Грибы на службе человеку

Человек с древнейших времен использует некоторые свойства грибов. Применение дрожжей для приготовления вина из соков фруктов и ягод и пива из зерен злаков уходит корнями в доисторические времена. Остатки пивоварен и хлебопекарен, которые были построены 2000 и даже 6000 лет до н. э., находят при раскопках в Междуречье и Египте. В основе получения вина, пива и дрожжевого теста лежит способность дрожжей превращать сахара фруктового сока и ячменного солода в спирт и углекислый газ. Не надо думать, что дрожжи занимаются этими превращениями «из любви к искусству» – таким образом они получают энергию, необходимую им для жизни. Конечно, в те далекие времена еще ничего не было известно про дрожжи – микроскопические одноклеточные грибки. Впервые дрожжи увидел, описал и зарисовал уже знакомый нам Антони ван Левенгук, открывший человечеству мир микроорганизмов. Луи Пастер – основоположник микробиологии – был первым, кто выяснил, что между процессом брожения и дрожжами есть прямая связь.

Почкование дрожжей

С помощью дрожжей были сделаны несколько очень важных открытий, имеющих общебиологическое значение. Так, в 1897 году братья Бюхнеры случайно открыли ферменты, или энзимы, – вещества, ускоряющие и направляющие химические превращения внутри клеток.

Они пытались приготовить экстракт из пивных дрожжей для медицинских целей и для этого отжимали сок из клеток дрожжей на механическом прессе. Добавив к бесклеточному соку в качестве консерванта сахар, они с удивлением обнаружили, что «законсервированный» сок начал бродить. Это означало, что внутри клеток дрожжей (сами клетки были уже разрушены) содержатся вещества, с помощью которых сахара превращаются в спирт и углекислый газ. Теперь мы знаем, что процесс брожения происходит под действием смеси энзимов, содержащихся в клетках дрожжей. Слово «энзим» происходит из греческого языка и означает «в дрожжах». Второе название этих веществ – ферменты – происходит от латинского слова «fermentum» – брожение. Однако ферменты–энзимы есть не только у дрожжей и осуществляют не только брожение, а почти все реакции внутри абсолютно всех организмов.

Ферменты – неотъемлемые компоненты живого. Именно с их помощью происходят удивительные превращения веществ внутри клеток: дыхание, превращение сахара в крахмал (и обратно) в организме растений, превращение гликогена в глюкозу (и обратно) в организме животных и грибов, разрушение целлюлозы и лигнина древесины плесневыми грибами и бактериями и многие другие. Вспомните, азотфиксирующие бактерии способны связывать атмосферный азот, превращая его в соли аммония, доступные растениям. Как удается этим бактериям сделать то, чего современная техника может достичь только при температуре +400°С и давлении 200 атмосфер?! Как могут гидрофильные бактерии «сжигать» водород, не взрываясь при освобождении огромного количества энергии?

Все эти реакции происходят в живой клетке только с помощью и под контролем ферментов. Каждый фермент можно сравнить со станком, нарезающим свою деталь. А «деталь» – это вещество, которое подвергается изменениям. Ферменты запускают определенные реакции, определяют направление, в котором будет проходить превращение какого–либо вещества, и оказывают влияние на скорость этих реакций, замедляя или ускоряя их. Ферменты, словно диспетчеры на высокотехнологичном промышленном предприятии, ведут постоянный контроль за процессами производства и разрушения разных веществ в живых организмах. Без этого контроля даже обычный процесс дыхания мог бы разрушить клетку. Нерегулируемый процесс быстрого окисления органических веществ можно видеть, когда мы разводим костер. Внутри клетки «сгорание» контролируется ферментами и называется уже не горением, а дыханием.

В природе дрожжи встречаются на опавших плодах, ягодах и листьях растений. Их легко увидеть весной, во время сокодвижения. Вам, наверное, приходилось находить поврежденные стволы берез, из которых вытекает сок. Если прийти туда через несколько дней, вы увидите, что место, откуда вытекал сок, превратилось в розоватую кашицу, живую массу дрожжевых грибков, которые поселились на богатом сахарами субстрате.

Грибы–врачи

Многие грибы, особенно микроскопические, образуют ценные вещества: витамины, органические кислоты (например, лимонную и глюконовую) и ферменты. Всем известны лекарственные вещества, называемые антибиотиками, – их тоже вырабатывают грибы.

Антибиотики – особые вещества, которые подавляют рост других организмов (например, бактерий) и применяются при лечении многих заболеваний человека.

Первый антибиотик – пенициллин – был открыт в 1928 году шотландцем Александром Флемингом. Грибы рода пеницилл (Penicillium, читается: пенициллиум) давно известны ученым, да и вы наверняка не один раз сталкивались с зеленоватым налетом, который появляется на залежавшихся продуктах, и не догадывались, что перед вами знаменитый пеницилл. Флеминг, естественно, также был знаком с этим плесневым грибком, но на его чудесные свойства наткнулся совершенно случайно, как это часто бывает в науке. В чистую культуру бактерий стафилококков, вызывающих гнойную инфекцию, случайно упала спора одного из видов пеницилла (Penicillium notatum), и произошло удивительное. Вокруг проросшей споры образовалось свободное пространство, где бактерии стафилококков были полностью уничтожены. Это случайное наблюдение натолкнуло Флеминга на мысль получить из плесени средство от нагноения, вызываемого стафилококками. Десять лет спустя в США удалось наладить массовое производство нового лекарственного препарата. Пенициллин эффективен и при лечении многих других заболеваний, включая пневмонию, скарлатину, дифтерит. (Кстати, не путайте названия самого гриба пеницилла и его продукта – вещества пенициллина!)