Страница 7 из 11
Когда продукты обмена веществ – благо
Грибы вездесущи, и, если использовать их правильно, они могут помочь нам в совершенно неожиданных областях. Так, например, грибные ферменты сегодня находят самое разнообразное применение в промышленности. Коктейли из грибных ферментов применяют в производстве солнцезащитных очков, текстиля, косметики и моющих средств. Такое применение, например, позволяет улучшить свойства моющих средств – получать лучшие результаты при более низких температурах стирки. Для того чтобы этого добиться, используют грибы и их ферменты, которые действуют как превосходные растворители грязи.
Вас раздражают жирные пятна? Значит, вам нужен гриб из рода фузариум (Fusarium), относящийся к аскомицетам (Ascomycota). Представители этого отдела в царстве грибов растут преимущественно в тканях растений, например зерновых или иных продовольственных растений, причем аскомицеты могут убить своего хозяина. В реакторах химических заводов производителей моющих средств эти грибы используются для производства липазы – фермента, растворяющего жиры. Есть у аскомицетов и подкрепление в виде аспергилл (Aspergillus) – рода грибов, включающего более 350 видов плесневых грибов, которые, как правило, обитают на разлагающихся органических остатках и играют поэтому выдающуюся роль в круговороте веществ в экосистемах Земли.
Виды грибов рода Trichoderma – это грибы, которые широко распространены в почве, растениях, разлагающихся растительных остатках или древесине. В почве, в области распространения корней, они выполняют важнейшую задачу, связывая между собой растения, другие микроорганизмы и почву. Из этих грибов производители моющих средств извлекают целлюлазу – фермент, обладающий способностью расщеплять целлюлозу на ее элементарные строительные блоки. Этот список можно продолжить. Для каждого вида пятен существует свой фермент. Без грибов чистая стирка была бы невозможна.
Плесневые грибы как спасители жизни
Грибы годятся не только для получения идеального результата стирки. В медицине они служат одним из средств, спасающих жизнь. 28 сентября 1928 года шотландский бактериолог Александр Флеминг установил, что гриб рода пеницилл (Penicillium), который случайно попал в культуру стафилококка, обладает свойством убивать бактерии. Это открытие ознаменовало революцию в медицине. Прошло очень немного времени, и был получен первый антибиотик – пенициллин. Этот антибиотик, как и многие другие, полученные позднее, позволил сохранить жизнь сотням миллионов людей.
Однако теперь нам грозит другая напасть. Избыточное, регулярное и слишком распространенное применение антибиотиков, прежде всего в кормах для скота, привело к попаданию их большого количества в сточные воды, так как биологически активные медикаменты не до конца распадаются в организмах людей и животных. Оттуда антибиотики попадают в Мировой океан, где мы обнаруживаем их в организмах рыб и других живых существ. Бактерии приняли этот вызов и начали вырабатывать у себя устойчивость к антибиотикам. Это врожденная способность бактерий, которую они развили у себя для защиты и адаптации к экстремальным условиям внешней среды.
Так, например, стрептомицеты (род Streptomycetes), обитающие в почве бактерии, резистентны не только в отношении многих токсинов окружающей среды, но и практически ко всем, применяемым в настоящее время антибиотикам. Как правило, они устойчивы и в отношении веществ, которые вырабатывают сами. Но что это означает для нас с вами? В настоящее время исходят из того, что из-за неэффективности примененных антибиотиков каждый год в Европе умирают 25 000 человек. Другие источники указывают, что уже в 2005 году три миллиона европейцев были инфицированы бактериями, резистентными ко всем известным антибиотикам. Открытое нобелевским лауреатом Флемингом чудо-лекарство обратилось против тех, кому должно было помочь. Бактерии защищаются, уже 90 лет ведя с нами биологическую войну. Банальные заболевания, побежденные, как нам казалось, антибиотиками, теперь снова могут заканчиваться фатально. Нам может грозить отступление медицины на сто лет назад.
Не придут ли нам снова на помощь грибы? [6] Такое вполне может случиться, ибо число активных веществ, содержащихся в грибах, поистине не поддается подсчету. Один вид гриба может содержать более 1000 веществ, а мы уже знаем, что на Земле существуют около 1,5 миллиона видов грибов.
Смогут ли грибы стать воплощением «медицинского чуда» и почему в Европейском союзе они больше не считаются лекарствами, мы рассмотрим в отдельной главе.
Грибы франкенштейны: как грибы-паразиты превращают насекомых в зомби
Здесь я расскажу еще одну страшную сказку из сырого леса, которая покажет, что гриб не всегда бывает нашим другом. Муравей-древоточец из рода Camponotus бродит по джунглям в поисках пропитания. Под одним листком он застывает как вкопанный. Если бы это был фильм ужасов, то объектив камеры поднялся бы под углом кверху. На нижней поверхности листа висит высосанный остов сестры нашего муравья, которая проходила здесь пару дней назад – тоже в поисках пропитания.
Несчастная была коварно и незаметно инфицирована микроскопически малыми спорами грибов из рода Ophiocordyceps, а два дня спустя покинула свою колонию в кроне леса. Мышцы жертвы уже ослабли, у нее начались судороги, и поэтому она смогла лишь спуститься вниз, но взобраться назад, в крону, под защиту семьи, была уже не в состоянии. Гриб завладел мозгом муравья и вынудил его взбираться только на низкие растения, чтобы вгрызться в лист на высоте около 25 сантиметров. Из этого места муравей уйти уже не сможет, потому что оно оптимально для обитания и размножения «зомбирующих грибов». Гриб вводит в тело муравья ядовитый коктейль, от которого насекомое погибает спустя шесть часов. При температуре от 20 до 30 °C и при влажности 95 % нити гриба начинают прорастать в ножки муравьиного трупика, чтобы он не упал с нижней поверхности листа. В ходе этого процесса из головы мертвого муравья прорастает длинная ножка с плодовым телом на конце. Целую неделю гриб питается внутренними органами животного, а панцирь использует для своей защиты. Вновь образованное плодовое тело рассыпает споры на ищущих пищу муравьев, которых отныне тоже ожидает судьба зомби.
Коварные грибы встречаются и в наших широтах
Чтобы наблюдать за работой таких грибов-разбойников, нам не обязательно ехать в джунгли. Даже в наших родных лесах грибы-убийцы применяют разнообразные охотничьи приемы и механизмы ловли, достойные запечатления в фильме ужасов. Гриб Polyphagus euglenae «нападает» на эвглену и высасывает ее. Грибы плавают по поверхности воды и длинными тонкими гифами захватывают другие одноклеточные организмы. В воде ли, в почве ли, процесс выглядит, в принципе, одинаково: такие мелкие организмы, как филярии (нематоды) и амебы, повисают, захваченные клейким веществом, выделяемым мицелием. Особенно причудливо выглядит применение лассо: гриб Zoophagus tentaculum образует из гифы маленькие петли, которыми ловит нематод. От прикосновения происходит раздражение рецепторов гифы, и петля затягивается, прочно захватывая добычу. После этого гриб медленно врастает в жертву и переваривает ее с помощью специальных ферментов.
Необычный способ питания этих грибов – старое изобретение эволюции, что доказывают находки, зафиксированные в янтаре, где запечатлелись этапы доисторической драмы: в янтаре застыл живший 100 миллионов лет назад гриб – пожиратель нематод – нематофаг.
Между прочим, и наш хороший знакомый – белый навозник, который осенью массово появляется практически везде, являясь самым распространенным городским грибом, тоже не лишен коварства (если даже отвлечься от того, что в сочетании с алкоголем он становится просто ядовитым). Собственно, этот гриб – сапрофит, то есть он питается мертвыми органическими остатками, но при этом не брезгует и нематодами. Под землей навозник образует мелкие шаровидные структуры с колючими выростами, ядовитый секрет которых обездвиживает червяков, а затем навозник в течение нескольких дней их переваривает.