Виктор Андреевич Мухин— миколог, доктор биологических наук, главный научный сотрудник Института экологии растений и животных УрО РАН; профессор кафедры биоразнообразия и биоэкологии ИЕНиМ УРФУ, заслуженный деятель науки Российской Федерации.

Почему я люблю грибы и посвятил им всю свою жизнь. Когда мы произносим слово любить, мы почти всегда полагаемся на бескорыстную любовь. Однако сама по себе такая постановка вопроса говорит лишь о том, что мы корыстно смотрим на свой объект притязаний, надеясь от него что-то такое получить. Свою любовь к грибам я хочу объяснить рассказом об их огромном многообразии, показать их тесную связь с другими организмами, которые нас всех окружают.

Грибы — важный компонент биосферы и всех известных экосистем

 Представьте себе огромную Вселенную, размеры которой мы пока не знаем. Всю огромную нашу галактику - Млечный путь, в котором расположена наша Солнечная система. И вот в этом бесконечном мире находится маленькая песчинка, наша планета Земля, размер которой всего около 12000 километров в диаметре, которая несется со скоростью 30 км/секунду вокруг Солнца и, при этом вращается вокруг своей собственной оси со скоростью около 1500 км в час. Вращается и несется в межзвездном космическом пространстве, где температура соответствует абсолютному нулю градусов Цельсия, или минус 273,15 °C.  Жить живому организму в этой обстановке невозможно. 

Но у Земли есть уникальная оболочка—биосфера, или сфера жизни. Она очень небольшая, тонкая. Если посмотреть, где главным образом размещены в ней живые существа, то мы обнаружим, что большая их часть живет в атмосфере на высоте 100˗150 метров. В океане организмы сконцентрированы в поверхностных слоях, на глубинах не более 100 метров, там, куда проникает солнечная энергия. В почве жизнь кипит лишь в метровом слое!

Таким образом, жизнь на Земле в основном сконцентрирована в тонком, не более 300 метров слое, здесь живем и мы с вами

С космосом нас связывают растения. Это, по выражению академика Владимира Ивановича Вернадского, биологические трансформаторы, улавливающие солнечные лучи и преобразующие их энергию в энергию органических соединений. Именно эту энергию мы с вами и потребляем в виде пищи. Можно сказать, что наша пища—это солнечная энергия, законсервированная растениями планеты для нас. Без нее мы не смогли бы жить. Поэтому любое растение нашей планеты ˗ это уникальная гелиоустановка, питающая все живое на Земле. А ученых ботаников, которые изучают растения и образуемый ими растительный покров, надо рассматривать как, своего рода, геоэнергетиков. Они изучают растительный покров Земли, мониторят, как сейчас модно говорить, его состояние, от которого зависит жизнь на нашей планете. Растения ˗ это не только биосферные энергетические установки, они обеспечивают нас кислородом, регулируют содержание СО2 в атмосфере и многое другое.

Известно, что все живое рано или поздно умирает. По законам природы все что накопили живые организмы за свою жизнь, должны вернуть обратно в природу. Это обеспечивает бесконечное развитие жизни при ограниченных для нее ресурсах. Как говорил академик Вильямс, чтобы сделать конечное бесконечным жизнь пустила все по кругу. Благодаря этому жизнь на нашей планете существует уже более 3 млрд. лет. И если вы спросите меня, а при чем здесь грибы, то я могу ответить, что разложение органических остатков, регенерация необходимых для жизни веществ во многом обеспечиваются грибами.

Все что создано, накоплено растениями после их смерти во многом разлагают и утилизируют грибы. Поэтому их называют сапротрофами ˗ организмами питающимися отмершими органическими остатками

Вот и получается, что каким бы умным и развитым не был человек, он находится в зависимости от грибов. Но в обыденной жизни к грибам люди относятся утилитарно. На слово гриб мужчины обычно щелкают язычком и произносят фразу: «Закуска классная». На этом их понимание грибов заканчивается. Подосиновик, подберезовик, если смотреть на них не как на лесное угощение,  то можно увидеть в грибах,  созданные природой, по-своему, очень красивые и очень важные организмы.  

Количество видов грибов на Земле?

 По данным Международного микологического института (International Mycological Institute, England) в настоящее время известно около 100 000 видов грибов. Но, по прогнозным оценкам, их количество может быть значительно больше ˗ несколько миллионов видов. Предполагается, что грибы ˗ это самая крупная, самая разнообразная по числу видов группа эукариотических организмов. Не растения, и не животные, а грибы!

Эукариоты - надцарство живых организмов, клетки которых содержат оформленные ядра. К эукариотам относятся не только грибы, но и животные, растения, человек.

То, что мы обычно называем грибами это на самом деле генеративные органы грибов, где образуются споры, с помощью которых они размножаются. Основная часть грибного организма (мицелий или грибница) находится в почве, в подстилке, внутри дерева и т.д. Это криптобионтные, или скрытно живущие организмы. Это создает большие трудности при их изучении. Мицелий, грибница состоит из тонких разветвлённых нитей, называемых гифами. Такое строение является уникальной экологической адаптацией грибов, позволяющей им создавать огромную поверхность при минимальной массе. Так, при длине гиф в тысячу метров их масса составляет миллиграммы.

За счет мицелиального строения грибы могут охватывать большие массы растительных остатков, и эффективно разрушать их. Грибы выделяют пищеварительные ферменты, назовем их так, в окружающую среду, переваривают «пищу» и лишь затем ее используют. Поэтому грибы называют организмами, у которых желудок находится снаружи.

Что общего между грибами и животными?

 Есть такая научная гипотеза, что два миллиарда лет назад маленькая клеточка с одним гладким жгутиком сзади дала начало 2 новым ветвям. Одна из них привела к появлению животных, а вторая — грибов. Грибы и животные, человек это сестринские, близкородственные группы организмов! К примеру, если взять мужской сперматозоид и зооспоры грибов, то проявится их полная идентичность ˗ у них один задний гладкий жгутик. Грибы и мы относимся к одной группе заднежгутиковых организмов. Этот общий признак человек, животные, грибы унаследовали от своих пра-пра-пра-предков, живщие 2 миллиарда лет назад.

Грибы с животными сближают и другие признаки: гетеротрофное питание, наличие хитина, накопление гликогена, витаминозависимость. Грибы, как и животные, образуют и накапливают мочевину. Но, если животные мочевину выводят из себя, то у грибов она служит резервным азотным соединением. Азот ˗ это самый дефицитный элемент в биосфере и грибы его полностью оставляют в своем теле. Есть у грибов, конечно, и сходство с растениями, но это связано с их общим неподвижным образом жизни ˗ жесткие клеточные оболочки, размножение спорами.

Согласно современным представлениям, грибы – это особое и крупное направление в эволюции эукариотических организмов, отдельное царство живой природы – “Fungi”. 

Сапротрофные грибы в моей научной карьере 

Моя карьера ученого связана с изучением сапротрофных грибов. Это, в частности, так называемые трутовики, которые растут на деревьях. Обычно про них говорят, что это паразиты, высасывающие соки из деревьев и убивающие их.

На самом деле, это необыкновенно важная группа организмов. Вот смотрите, любая лесная экосистема - это деревянная экосистема, 90˗95% надземной фитомассы которой приходится на древесину. Древесина ˗ это основной пул углерода, который растения выкачивают из атмосферы. Здесь же они депонируют азот, другие элементы. Лесная растительность господствует там, где очень сильные осадки, где полезные и нужные элементы быстро вымываются из почвы.

Например, в предгорьях Гималаев выпадает до 7 метров осадков в год! Я работал в Китае, во влажных тропиках и то могу ответственно сказать, что там каждый час полчаса ливень, затем перерыв и все по - новой.

Что в такой ситуации делать растениям? Как сохранить нужные им для жизни  элементы? Вот это и привело к появлению высоких и многолетних деревьев, у которых древесина это своего рода сейф, куда они складывают вещества, накапливаемые для последующих поколений. Вот в чем истинное и великое предназначение древесины, а не в том, чтобы делать из нее столы и табуретки!

Древесина состоит из очень устойчивых соединений, образующих лигниноцеллюлозный комплекс. А что такое лигноцеллюлозный комплекс? Можно образно сказать, что целлюлозные нити – это железная арматура, а лигнин – это бетон. Вот и получается, что древесина ˗ это природный железобетон! В биосфере есть лишь одна небольшая группа организмов, способных разрушать его. В России их около 1000 видов и трутовики относятся к ним! При их участии осуществляется круговорот углерода, азота, других элементов в лесных экосистемах.

Одним словом, без грибов, в данном случае, трутовых грибов, невозможно существование лесов. В России это основной тип экосистем и, можно сказать, что наша с вами жизнь зависит от дереворазрушающих грибов. 

Поглощенный деревьями углерод хранится в древесине и сотни и тысячи лет. Пока углерод находится в древесине кислород для его окисления не нужен и накапливается в атмосфере. А это значит, что чем больше углерода находится в лесах, тем больше кислорода в атмосфере. Еще одна очень важная, но, к сожалению, далеко не самая очевидная для нас роль древесины. Дереворазрушающие грибы окисляют до 80% древесного углерода до СО₂ — основного парникового газа. В 2006 году нами было обнаружено, что разложение древесины сопровождается выделением метана, который в 20 раз более активный, чем СО₂ парниковый газ.  Метан ˗ это горючий газ и можно предполагать, что он накапливается в древесине и это может быть причиной лесных пожаров.

Если раньше мы рассматривали трутовые грибы, другие дереворазрушающие грибы, как вредные паразитические организмы, то сейчас мы говорим о них, как о биосферно значимых регуляторах газового состава атмосферы и климата планеты.

А как произошли наземные растения?

 Растения существуют одновременно в почвенной и воздушной средах. Им же надо каким-то образом закачивать воду в ствол, крону и для этого нужна корневая система. Американский ученый Этсетт выдвинул гипотезу, согласно которой первые наземные растения были лишайниками, состоявшими и водорослей, грибов. Они и вышли в обнимку на сушу примерно 460 миллионов лет назад и стали прародителями сосудистым растениям. То есть вполне возможно, что все высшие растения наземные растения— это результат симбиогенеза - автосборки из грибов и водорослей. Это опять же говорит об исключительно важной роли грибов в возникновении наземных растений.

Симбиоз грибов и растений

9 из 10 современных наземных растений симбиозируют с грибами, образуя микоризу. Другими словами, 90% наземных растений – это, как и лишайники, двойные организмы.

Микориза ˗ это симбиоз грибов и высших растений, выражающийся в установлении между ними прямых физиологических связей.

Например, все хвойные деревья вступают в симбиоз с грибами с образованием микоризы. Есть мнение, что они не могут существовать без грибов. Грибы работают как насос, который позволяет деревьям закачивать воду на высоту десятки, иногда сотни метров! А кого в России у нас можно назвать такими насосами: подосиновики, подберезовики, маслята. Мы их сами называем таким образом. Подосиновик, растущий под осиной, который симбиозирует с осиной, подберезовик ˗ с березой.

В 2003 году в очень престижном журнале Natureвышла статья, которая меня поразила. Согласно ей , чем больше микоризных грибов в почве, тем больше видов растений могут сосуществовать на ограниченной площади. Авторы работы делают крайне интересный и важный вывод: биоразнообразие растений, растительных сообществ на нашей планете напрямую связано с разнообразием микоризных грибов. Не будет их и мы не сохраним биологическое разнообразие наземных растений.

Хищные грибы

 Вот фотография мицелия гриба вешенка, которую мы в магазине покупаем. А это нематода. У грибы есть структуры, действующие как капканы: 3 соединенные друг с другом клеточки, которые, когда животное пролезает внутри их, раздуваются и зажимают его. Эта фотография обошла весь мир и она показывает, что дереворазрушающие грибы не только питаются древесиной, но и являются природными хищниками, отлавливающие мелких насекомых, нематод.

На фото нематода, пойманная вешенкой-Pleurotus ostreatus

Чем интересны хищные грибы для нас? Они были бы весьма нам полезны, если бы нам удалось приручить их, научить натравливать их на вредителей растений, например, на нематод, из-за которых многие оранжерейные и тепличные хозяйства терпят огромные убытки.

 Грибы как пищевой продукт

 Белки грибов могут составлять до половины их биомассы. Но, что самое главное, по своему составу, они очень близки к животным, так как грибы, как мы говорили, являются нашими родственниками.

Про лисички. Этот вид грибов в России не самый популярный, но за рубежом они относятся к деликатесам. Считается, что лисички имеют не только хорошие пищевые качества, но и содержат антиканцерогенные вещества. Кстати, последние обнаружены у очень многих съедобных грибов!

Про сморчки. Это красивые грибы, они съедобные, но перед употреблением их надо отварить, воду слить, а уж после этого использовать в пищу.

Грибы как продукты и бизнес

 Основной гриб, который активно выращивается и продвигается на мировом рынке - шампиньоны.

Продают их на миллиарды долларов. За рубежом это хорошо поставленная индустрия. Ни один, уважающий себя европеец, не пойдет собирать грибы в лес. Грибное собирательство там не развито. Они больше едят магазинные грибы. У нас в России выращивают в основном шампиньоны и вешенки. В год производят порядка 14 000 тонн, это немного, но наш народ не спешит за магазинными грибами, а идет в лес и собирает их сам. Тем не менее, грибоводство в настоящее время это активно формирующаяся в нашей стране перспективная отрасль сельского хозяйства.

Про лечение грибами или фунготерапию

Сейчас это очень популярно. Есть своего рода звезды – разрекламированные виды грибов, например, шиитаке, дереворазрушающий гриб, встречающийся и выращиваемый в Японии.

Японцы утверждают, что этот гриб помогает повысить энергию «Ци», т.е. действует как Виагра. Согласно рекламе, он помогает при многих заболеваниях. Но я в этом сомневаюсь! Слишком все просто ˗ съел шиитаке и у тебя нет ни склероза, ни злокачественной опухоли, ни гипертонии, ни атеросклероза.

Еще один гриб очень известен как лекарственный, это Рейши или трутовик лакированный. Его называют грибом «бессмертия». Гриб действительно очень популярен в мире, особенно в Китае и Японии, там его выращивают искусственно и экспортируют во многие страны. В России он внесен в Красную книгу, т.е. сбор в нашей стране запрещен.

Вся информация о лекарственных грибах к нам поступает в основном из китайских, вьетнамских, японских книг. В этих странах медицина направлена на профилактику, предотвращение болезней, широкое использование БАДов. Здесь уместно напомнить, что первый антибиотик был получен из грибов, Это был пенициллин. Его первооткрывателем является британский микробиолог Александр Флеминг. В СССР пенициллин был получен в 1943 году под руководством выдающегося советского микробиолога Зинаиды Виссарионовны Ермольевой, а его производство было организовано в Свердловске.

Есть мнение, что 21 век – это век микологии. Наука о грибах будет и дальше помогать людям познавать уникальные свойства этих организмов, открывать тайны работы Великого колеса жизни и роль в этом процессе наших генетических родственников —грибов.