Запутанная жизнь. Как грибы меняют мир, наше сознание и наше будущее

Неясно, как впервые возникли микоризные отношения. Некоторые решились предположить, что первые встречи были спонтанными и проходили во влажной обстановке: грибы разыскивали еду и пристанище внутри водорослей, выброшенных на грязные берега озер и рек. Другие, наоборот, предполагают, что водоросли прибыли на сушу уже со своими грибными партнерами. В любом случае, как объясняет Кейти Филд, профессор Лидского университета, «они вскоре стали зависеть друг от друга».

Филд – блестящий экспериментатор. Она годами изучает самые древние роды существующих сегодня растений. При помощи радиоактивных меченых атомов она оценивает обмен веществ между растениями и грибами в температурных камерах, имитирующих погодные условия древности. Их симбиотические манеры подсказывают, как растения и грибы вели себя по отношению друг к другу на самых ранних стадиях миграции на сушу. Окаменелости также позволяют узнать поразительные детали этих ранних союзов. Самые лучшие образцы относятся к эпохе примерно 400 миллионов лет назад и несут на себе следы неоспоримого присутствия в них грибов: пушистые комочки – точно такие же, какие мы наблюдаем сегодня. «Можно увидеть гриб, живший в клетках растений», – восхищалась Филд.

Самые первые растения были больше всего похожи на зеленые лужицы – без корней и других специализированных структур. Со временем у них появились грубые толстые органы, чтобы дать пристанище грибным помощникам, которые блуждали по почве в поисках питательных веществ и воды. Когда возникли первые корни, микоризным отношениям было уже примерно 50 миллионов лет. Микоризные грибы – это основа всех появившихся впоследствии форм жизни на Земле. Да и само слово «микориза» (mycorrhiza) указывает на это: корни (rhiza) появились вслед за грибами (mykes).

Сегодня, сотни миллионов лет эволюции спустя, у растений развились более тонкие, быстро растущие, гибкие и предприимчивые корни, которые ведут себя почти как грибы. Но корням не угнаться за ними, если дело касается исследования почвы. Гифы микоризных грибов в 50 раз тоньше самого тонкого корешка, и они могут превосходить корни в длину в 100 раз. Они появились до корней и проникают за их пределы. Некоторые исследователи идут еще дальше. «У растений нет корней, – признался один из моих преподавателей базового университетского курса озадаченным студентам. – У них есть грибы-корни – мико-ризы».

Микоризные грибы настолько плодовиты, что их мицелий составляет от трети до половины всей массы живого в почве. Цифры просто астрономические. По всей планете полная длина микоризных гиф в верхнем 10-сантиметровом слое почвы составляет примерно половину ширины нашей Галактики (4,5 × 10километров гиф против 9,5 × × 10^{17 17} километров космического пространства). Если бы гифы можно было бы разгладить в плоскую простыню, ею можно было бы два с половиной раза покрыть каждый клочок суши. Но гифы не задерживаются на одном месте. Микоризные гифы отмирают и вырастают заново так быстро – от 10 до 60 раз в год, – что за миллион лет их общая длина превзошла бы диаметр известной нам Вселенной (4,8 × 10¹⁰ световых лет гиф против 9,1 × 10⁹ световых лет космоса). Учитывая, что микоризные грибы существуют уже около 500 миллионов лет и не ограничены верхним 10-сантиметровым слоем почвы, эти цифры сильно приуменьшены.

В союзе растений и грибов симбионты выполняют полярные функции: побеги растения «занимаются» светом и воздухом, а корни и грибы поглощены почвой. Растения упаковывают свет и углекислый газ, превращая их в углеводы и липиды. Микоризные грибы распаковывают питательные вещества, закупоренные в камнях и разлагающихся тканях. Это грибы, занимающие двойную нишу: часть их жизни проходит внутри растения, а часть – в почве. Они размещены у точки входа углерода в земные жизненные циклы и связывают атмосферу и Землю отношениями. До сего дня микоризные грибы помогают растениям справляться с засухами, жарой и многими другими стрессами, которым их с самого начала подвергает жизнь на суше. То же самое делают грибы, живущие в листьях и стеблях растений. То, что мы называем растениями, в действительности является грибами, которые в процессе эволюции научились выращивать водоросли, и водорослями, развившими способность выращивать грибы.

Микоризный гриб внутри корня растения

Слово «микориза» придумал в 1885 году немецкий биолог Альберт Франк – тот самый, чье увлечение лишайниками привело к созданию термина «симбиоз» за восемь лет до того. После этого он работал в Министерстве сельского хозяйства и лесных угодий королевства Пруссия, чтобы «создать условия для выращивания трюфелей». И эта работа заставила его вплотную заняться почвой. Как и для многих до него и после, трюфели оказались той приманкой, которая завела его в грибное подземное царство.