МИКОРИЗООБРАЗУЮЩИЕ ГРИБЫ

В 1881 году крупный русский ботаник Ф. М.Каменский, изучая корни ряда растений, обратил внимание на инте­ресное явление. На корневых окончаниях присутствовало образование, напоминающее по форме грибницу некото­рых грибов. При дальнейшем наблюдении оказалось, что это не что иное, как действительно грибница, причем, судя по пышным формам наземной части растения, явно не тор­мозящая его развитие. Признаков очевидного паразитизма со стороны гриба обнаружено не было. Однако факт гриб­ной инфекции был, что называется, налицо. Заслуга Ф. М.Каменского состоит в том, что он первым высказал мнение о настоящем сожительстве между растением и гри­бом. Полезном как одному, так и другому. Естественно, что такая форма совместной жизнедеятельности неизбежно должна была привести к рождению определенного типа питания двух организмов и к усовершенствованию самого механизма добывания пищи. Поскольку клетки корня, плотно обтянутые сетью грибницы, не вступают в контакт с частицами почвы, то следовательно, на первый взгляд, они как будто лишены доступа к питательным веществам. И в связи с этим естественным будет предположение, что рано или поздно растение ожидает незавидная участь го­лодной смерти. Однако это далеко не так. Призвав на по­мощь микроскопическую технику, удалось обнаружить, что клетки корня, лишенные возможности питаться непо­средственно, тем не менее получают и воду и пищу из окру­жающего их слоя мицелия. Вследствие этого, наоборот, вырисовывается ясная картина того, что существуют до­статочные предпосылки для полноценной и достойной жизни растения. Что касается партнера по союзу гриба, то роль своеобразного кормильца для него также не совсем однозначна. Дело в том, что развитие микоризообразую — щих грибов в почве самостоятельным путем I затруднено ввиду большой конкуренции за источники питания со сто­роны многочисленной армии почвенных микроорганиз­мов (бактерий, низших грибов), специализирующихся на разложении растительных остатков почвы. Обладая мень­шим набором ферментов и более низкой скоростью освое­ния среды, грибы-микоризообразователи испытывают огромный прессинг с их стороны и, осуществляя свою жизнедеятельность, должны всецело полагаться на стече­ние благоприятных обстоятельств. Довольствуясь тем малым, что дала природа, борьбу за свое выживание эти грибы начали с поиска надежного покровителя. Этому назначению как нельзя лучше подходил довольно крепко и основательно обосновавшийся в общей среде обитания, почве, сосед — древесное растение. Сначала само расте­ние на все притязания гриба отвечало довольно недву­смысленно. Всякое проникновение гиф-парламентеров на территорию корневой системы немедленно пресекалось усиленными дозами дубильных веществ или воздвижением баррикад из пробковой ткани. И гриб поначалу терпел по­ражение в осуществлении своих замыслов. Однако его не­поколебимая настойчивость в конце концов растопила лед, и необходимая степень понимания была достигнута. Де­рево и гриб образовали союз, который был скреплен по­явлением нового инструмента извлечения пищи из почвы — грибокорня, или микоризы. Такому инструменту уже были не страшны перипетии судьбы, и он стал достаточно надежным средством поддержания жизнедеятельности обоих союзников.

Обосновавшись в корневой зоне дерева, гриб получил доступ к инкубатору простых питательных веществ (глю­козе). Будучи легкодоступными энергетическими матер иа — лами эти вещества к тому же надежно защищены от проникновения извне стенками инкубатора — оболоч­ками клеток корня. Только гриб-микоризообразователь как сожитель получает доступ к кладовой. Используя глю­козу дерева, гриб обретает уверенность в своих силах, что сказывается на активном строительстве им сети гиф в окружающем пространстве.

По типу питания грибокорень делится на два типа. Первый тип — наружного питания, когда грибница окру­жает корень наподобие плотного чехла. Второй тип — внутреннего питания. Он характеризуется тем, что гифы гриба проникают внутрь клеток первичной коры корня, где они свободно растут, питаясь соками растения-хо­зяина, частично перевариваясь клетками последнего. Наи­более распространен первый тип питания.

В природе вообще наряду с жестокой борьбой между различными видами наблюдается немало случаев тесного сотрудничества между ними. Сожительствующие орга­низмы, лишившись самостоятельности, получают такие преимущества, которых не было и не могло быть в усло­виях прежней, раздельной жизни. Степень взаимозависи­мости порой настолько велика, что оба партнера не могут нормально развиваться друг без друга. В качестве примера полезного сожительства можно рассмотреть союз сумча­тых грибов с водорослями. Эти два растения участвуют в едином жизненном процессе и носят общее название ли­шайников. Излюбленное место лишайников — тенистый лес. В старом еловом лесу нередко можно видеть большие серые полосы — «бороды», свисающие с сухих ветвей. В редкостойном сосновом лесу встречаются большие обра­зования — подушки серо-серебристого лишайника

5 Стенин, Стенина (оленьего мха). В сухую погоду его хрупкие веточки с хру­стом рассыпаются под ногами, а при увеличении влажно­сти воздуха превращаются в мягкий эластичный ковер.

Совместная жизнь гриба и водоросли организована до­статочно рационально. Гриб представляет собой внешнюю часть, оболочку совместного образования, а водоросль — ее содержимое. Впитывая влагу, гриб становится на­столько прозрачным, что сквозь него бывает видна зелень водоросли. Этим объясняется изменение цвета лишайни­ков в сухую и сырую погоду. Обязанности у этих организ­мов также строго распределены между собой. Гриб «сооружает» дом. Определяет его форму и цвет, забо­тится о водном режиме, образует специальные нити, при­крепляющие лишайник к основанию, на котором он сидит и из которого извлекает питание. Водоросль перерабаты­вает питательные вещества, доставленные грибом, распо­лагая для этого зернами хлорофилла. При содействии солнечного света разлагает углекислоту, вырабатывает крахмал, сахар, кислоты и другие необходимые для жизне­деятельности вещества. Так два разных организма образо­вали новую жизненную форму, получая взаимную выгоду, несмотря на свои характерные особенности. Интересно, что споры, выделенные лишайником, представляют собой споры гриба, и из них может вырасти только гриб. Водо­росли же в лишайнике размножаются самостоятельно. Прорвав оболочку гриба они могут затем образовать ко­лонии обычных зеленых водорослей.

Очень любопытным является то обстоятельство, что положительное влияние гриба-сожителя также может рас­пространяться и на семена различных растений. Как из­вестно, например, в семенах орхидеи нельзя различить ни семядоли, ни стебелька, ни корешка. В данном случае ткань семени состоит из нескольких сот округлых, почти одно­родных клеток, заключенных в рыхлую оболочку. До не­давнего времени орхидея считалась растением с довольно капризным характером. И тому были веские основания.

Так, одни семена, посеянные при соответствующей влаж­ности и температуре, только набухали, без дальнейшего прорастания. У других же, после прорастания, растение было настолько слабо и недоразвито, что не могло всту­пить в фазу цветения. Эти затруднения в выращивании из семян орхидей были хорошо известны многим почитате­лям этих изящных цветов до тех пор, пока французский ис­следователь Бернар не счел нужным заразить семя орхидеи соответствующим грибом. Поскольку эффект от этого экс­перимента превзошел все ожидания, был сделан вывод о необходимости присутствия при прорастании семян гриб­ного партнера.

Если вблизи прорастающего семени существует гриб­ница дружественно настроенного сожителя, то его гифы проникают в семя через место прикрепления. Внутри кле­ток семени образуются скопления комочков из гиф. Через некоторое время срабатывает защитный механизм и клетки семени начинают активно переваривать ткань гриба. Не давая грибу распространяться далее вглубь се­мени, клетки растения одновременно с уничтожением грибницы получают возможность усиленного питания за счет богатого содержимого грибных клубочков. За этим процессом следует пышное развитие орхидеи.

Бернар, с решением проблемы выращивания орхидей из семян, создал технику выделения из корневых клеток взрослых орхидей клубочков грибницы для разведения грибного партнера в искусственной культуре, которой можно было бы заражать прорастающие семена. Следует отметить, что влияние грибного сожителя на семена орхи­дей более или менее специализировано. Так, при зараже­нии семян культурами других грибов положительного воздействия обычно не фиксируется и даже бывает окан­чивается гибелью семени из-за неконтролируемого разви­тия чуждых элементов внутри него. Обычно грибной сожитель помещается в корне и корневищах, но не встре­чается в клубнях орхидей. Это связано с тем, что клубни вырабатывают особые антигенные вещества, которые тор­мозят развитие гриба.