За порогом вражды

Гроздевидные микиризы на корнях сосны

Взглянем на корни сосны, предварительно освободив их от частичек почвы. Короткие и толстые, они, как в грозди, тесно прилегают друг к другу. Каждый корешок многократно делится, всякий раз на две веточки (такое ветвление называют дихотомическим), которые дают начало целым гроздьям повторно ветвящихся корешков длиной около 3 мм. Внешне они напоминают ветви коралла. Если рассмотреть такой отдельный короткий корешок, то окажется, что весь он окружен плотной муфтой из тесно переплетенных нитей-гиф, свободные кончики которых делают муфту словно бархатной. Эти нити, образующие мицелий гриба, заменяют собой обычные корневые волоски. От "муфты" наружу отходят также отдельные "паутинки", теряющиеся в почве.

Внутри "войлок" муфты плотно прилегает к клеточкам коры (эпидермиса) корня. Местами нити войлока уплощаются, расщепляются и вторгаются в промежутки между боковыми стенками клеток, но никогда не проникают внутрь их самих. На тонких поперечных срезах, помещенных под микроскоп, видно, что они образуют непрерывную сеть. Корни и оплетающие их грибные гифы соединены друг с другом настолько тесно, что кажутся единым целым. Этим сложным органам, представляющим собой одновременно и корни и грибы, дали название "микориза", что по-русски значит "грибокорень" (от греческого "микос" — гриб и "риза" — корень).

Эктотрофная микориза березы в разрезе. Тесно переплетающиеся гифы гриба образуют в эпидермисе корня сплошную сеть

Только что описанный тип микоризы назвали эктотрофным. Кроме сосны его находят также у ели, лиственницы, дуба, березы и многих других древесных пород. Он отличается тем, что клетки корня не пропускают гриб внутрь своего содержимого.

Существует и другой тип микоризы — эндотрофный. В этом случае муфты вокруг корня не образуется и корневые волоски сохраняются. Мицелий подходит к корешкам лишь в нескольких местах, но зато глубоко вдается в их основную ткань и проникает внутрь самих клеток. Тонкие волоконца мицелия здесь обильно делятся, сплетаясь в рыхлые клубочки ("деревца"), которые рано или поздно перевариваются и всасываются клетками корня. Такая микориза распространена среди многолетних трав, части деревьев и кустарников. Она — неотъемлемая принадлежность семейства орхидей. Есть растения, в которых одновременно присутствует микориза обоих типов.

Грибы, будь то высшие шляпочные или разные плесени, вместе с бактериями разлагают перегной, накапливая в почве азот, калий, фосфор в форме различных минеральных солей. Если бы в природе не было грибов и бактерий, органические остатки, богатые питательными веществами, оставались бы лежать в земле мертвым капиталом, недоступным для зеленых растений. Благодаря микоризе к корням подключается готовая проводящая система, соединяющая их со сложным "химическим комбинатом" — мицелием гриба, поставляющим своему высокоорганизованному хозяину растворенные в воде минеральные соли. Их доставка с помощью гриба происходит намного быстрее, чем обычными корешками. В этом и заключается главная функция микоризы.

В обмен на соли микоризный гриб в достатке получает от растения-хозяина разные сахара. Сложные углеводы ему не "по зубам": не хватает подходящих ферментов. Поэтому он довольствуется просто глюкозой. Некоторые грибы довольно хорошо усваивают также фруктозу и маннозу.

Чтобы определить точнее, какое "меню" микоризные грибы предпочитают, их чистые культуры "кормили" смесью разных углеводов. При этом заметили, что, когда есть глюкоза, лучше "поедаются" и более сложные сахара. Некоторые штаммы грибов в этих условиях "грызли" даже самые прочные соединения растительных тканей — лигнин и клетчатку. Ученые полагают, что в естественном состоянии — в составе микоризы корней — гриб сыт не одной глюкозой.

Надо сказать, что гриб довольно бесцеремонно вмешивается в обменные процессы хозяина, стараясь вытянуть из него все, что может. Но благодаря усиленному притоку углеводов к корням (их скапливается здесь до 40–55 процентов) активизируется фотосинтез, и растение быстрее растет.

Микоризные грибы — не только разрушители органических веществ, превращающие сложное в простое. Не чужды им и известные созидательные способности, проявляющиеся, например, в синтезе разнообразных физиологически активных веществ (в том числе ростовых). Химическая природа многих из них остается еще загадочной. Если почему-либо грибу не хватает углеводов, он усиливает выработку физиологически активных веществ и посылает их к местам, где у растения-хозяина скапливается крахмал. Тот разлагается на простые сахара, которые засасываются войлочной тканью микоризы. Ростовые вещества, синтезированные грибом, способствуют дихотомическому ветвлению корней и образованию эктотрофных микориз.