Леонид Рудницкий
Плесень – лекарство или яд?
Проникает всюду, размножается стремительно, убивает наповал
Плесень и ее споры вместе с другими микроорганизмами (вирусами, бактериями) обнаруживаются в воздухе любого помещения, как отдельно, в виде мелких частиц (размер споры плесени не превышает 2–8 микрон[1]; для сравнения: размер бактерии обычно – 0,5–1,5 микрона), так и в форме микровключений в пылевые частицы. И на улице, и в помещении количество спор подвержено сезонным колебаниям. Так, некоторые грибы образуют споры круглогодично – например Penicillium. Другие, паразитирующие на растениях (такие, как Cladosporium, Alternaria), появляются весной, летом и осенью, а зимой исчезают.
Везде, где есть воздух, есть и микроскопические споры плесени. И этот факт вновь роднит человека и плесень: и тому и другой воздух нужен. как воздух! Попадая в подходящую среду, спора, при комфортных для нее температуре и уровне влажности, начинает расти и размножаться. Она образует клетки, подобные нитям, называемые гифами. Когда гифы переплетаются между собой, образуется пушистый клубок нитей – мицелий.
Если вы заядлый грибник, то прекрасно знаете: грибы надо срывать осторожно, чтобы не повредить грибницу. Грибница в лесной почве – это тоже мицелий.
То, что мы называем плесенью, – это расположенные на поверхности питательного субстрата органы размножения грибов. Внешне плесень также может напоминать грязь или пятна, например, когда она образуется на стенах в ванной комнате между плитками кафеля.
Американские ученые провели исследование опенка обыкновенного. Всем известен этот небольшой грибок, вырастающий осенью на пнях и поваленных деревьях.
Опенок является опасным паразитом древесных пород, особенно осины, березы и других деревьев. Он образует хорошо выраженные тяжи из гиф мицелия, протягивает их вдоль корня, и как только такой тяж наткнется на поврежденный участок корня (повреждения часто вызываются животными или насекомыми), гифы тяжа в этом месте тотчас же внедряются в корень, распространяются в нем, а тяж тянется дальше, вновь находит слабое место, и опять гифы входят внутрь корня. Наконец сопротивление дерева ослабляется под действием гиф, и гриб быстро распространяется уже не только в корне, но и в стволовой части, вызывая периферическую белую гниль, которая обнаруживается в стволе иногда на высоте до 3 метров, а иногда и выше. Молодые деревья погибают очень быстро после внедрения паразита, а более взрослые могут болеть в течение нескольких лет. Листья их преждевременно желтеют и опадают, а осенью (с конца августа и иногда до заморозков) в основании стволов могут уже появляться плодовые тела опенка. Дерево усыхает, гибнет, ломается от ветра, а на оставшихся частях стволов и пнях развиваются группы плодовых тел гриба.
Так вот, в лесной почве мицелий опенка занимает площадь в несколько гектаров, а вес исследованного мицелия составил 10 тонн! Ученые определили, что возраст грибницы – полторы тысячи лет! То есть грибы – пришельцы из далекого прошлого!
Когда в 30-е годы XVIII века Карл Линней создавал свою систему природы, он поместил грибы в категорию «хаос». В переводе с греческого хаос – беспредельная первобытная масса, из которой образовалось впоследствии все существующее.
Рис. 2. Плесень – пришелец из прошлого
Существует теория, что именно нити мицелия стали прообразом кровеносной системы человека. То есть все мы – родственники грибов.
Рис. 3. Кровеносная система человека
Плесень размножается невероятно быстро. В обыкновенной хлебной плесени (каждый знает, что случается с хлебом, если он не съеден в течение определенного – весьма непродолжительного – времени) можно различить маленькие черные точки – спорангии, в которых образуются споры. В одном спорангии содержится до 50 000 спор, каждая из которых способна воспроизвести сотни миллионов новых спор всего за несколько дней! При благоприятных условиях плесень непременно появится на книге, на обуви или на упавшем дереве в лесу.
Плесень способна выделять токсические вещества – микотоксины, которые могут нанести вред организму людей и животных, поскольку часто являются сильнодействующими ядами. Действие плесени ощущается, когда ее споры проникают с вдыхаемым воздухом, через поверхность кожи или проглатываются вместе с пищей.
Не растение, не животное, не бактерия – а все вместе взятое
Плесень – это особый мир.
Жители этого параллельного нам мира сходны по своим характеристикам с бактериями, растениями и животными.
И все-таки более близка плесень к растениям. Как и их родственники растения, грибки поглощают питательные вещества всей своей поверхностью, а не заглатывают, в отличие от животных. Причем если человек и животное должны сначала проглотить пищу, а затем переварить ее, у плесени все происходит наоборот. Если органические молекулы слишком велики или их состав очень сложен, плесень выделяет пищеварительные ферменты, которые расщепляют молекулы на более простые, легко усвояемые организмом соединения. Поскольку плесень не может передвигаться в поисках пищи, она должна жить в самой пище – есть то, что дано.
С растениями плесень роднят и другие факторы: неподвижность, верхушечный рост, наличие клеточных стенок.
Однако в отличие от растений грибки не могут использовать солнечную энергию, питаться углекислым газом из воздуха и синтезировать органические молекулы вещества из углекислого газа, как это делают растения. Напротив, плесень разрушает органическую материю, выделяя при этом в атмосферу углекислый газ, летучие вещества, эфирные масла и минеральные вещества, – что создает ее сходство с бактериями. Так же как бактерии, грибки имеют клеточное строение. Однако если в клетке бактерии мы не найдем ядра, то грибная клетка может иметь одно или несколько ядер.
Вместе с тем плесень проявляет и ряд черт, свойственных животным! Так же как и животные, грибки употребляют готовые органические вещества в виде разнообразных растений и животных останков. У тех и других сходный тип обмена, нити-гифы окружены «хитиновым панцирем», грибки образуют мочевину.
Грибы – важный элемент экологической цепочки
Если бы в природе не существовало грибов, вся поверхность Земли вскоре оказалась бы покрытой остатками растений. Грибы являются самыми главными разрушителями растительных остатков. Почему именно они? Дело в том, что кислая реакция растительных субстрактов способствует росту и развитию грибов.
Помимо этого, грибы принимают активное участие в круговороте углерода, в состав растительных остатков входят клетчатка, гемицеллюлозы и лигнии – сложные соединения, в которых присутствует углерод.
Грибы, в том числе и почвенные, нуждаются в готовых органических веществах. Они находят их в природе в виде органических остатков или в виде других живых организмов, то есть существуют или как сапротрофы – использующие в качестве питания мертвые органические субстраты, или как паразиты растений, животных, других грибов.
Большинство почвенных грибов-сапротрофов прекрасно приспосабливаются к источникам пищи, поэтому один и тот же вид гриба может иногда селиться на органических остатках различного происхождения. В то же время на одном и том же субстрате, содержащем органические вещества, могут одновременно развиваться различные виды грибов, и тогда между ними иногда складываются очень сложные взаимоотношения взаимопомощи или конкуренции. Чаще бывает так, что процесс разложения органического вещества осуществляется целым комплексом грибов, не говоря уже о других организмах, принимающих участие в этом процессе. Имеются и узкие «специалисты», приспособившиеся к каким-то своеобразным субстратам, где у них нет конкурентов.
Весь процесс разрушения остатков корневых систем растений или их частей происходит непосредственно в почве. Однако в лесу он идет иначе, чем на лугу или в поле, и осуществляется иными грибами. Причина этого заключается в том, что для каждого из перечисленных местообитаний характерны свои комплексы грибов, определяемые различиями физико-химических свойств почвы, влажности, температуры и т. д. Бывает так, что иногда процессу разрушения подвергается живой корень, если на него нападает почвенный гриб-паразит.
Корни других деревьев могут быстро заразиться грибницей при контакте с корнями уже зараженных. Тяжи, или ризоморфы, опенка могут переходить и на здоровые корни через почву или растительные остатки.
Не менее опасный паразит корней деревьев – корневая губка, которая попадает в корни тоже в виде мицелия из почвы; иногда ею заражаются свежесрубленные пни при попадании на них спор этого гриба. Споры прорастают затем в мицелий, внедряющийся в пень, а оттуда он проникает в почву и заражает другие деревья.
Для борьбы с этим паразитом наряду с корчеванием зараженных пней используется метод биологической борьбы – нанесение на поверхность свежесрубленного пня споровой суспензии какого-либо хорошо и быстро растущего сапротрофного гриба, который распространяется на пне и в его толще, то есть быстро захватывает субстрат и, таким образом, предотвращает возможность заражения пня корневой губкой.
Нечто подобное происходит в том случае, когда корневая система дерева поражается сначала не такими сильными паразитами, как корневая губка или опенок, а более слабыми, например видами рода фузариум. Обычно вслед за ними в отмирающий корень внедряются грибы-сапротрофы (аспергиллы, пенициллы и др.), быстро растущие и образующие много спор, что позволяет им активно захватывать субстрат. Они усваивают легкодоступные вещества клеток растений, главным образом сахара. Затем другие грибы (ризопус, триходерма) используют более труднодоступные гемицеллюлозы и крахмал. Паразит, не выдерживая конкуренции с этими грибами, уступает им поле боя. В процессе разрушения указанные грибы образуют органические кислоты (лимонную, яблочную и др.), что создает благоприятные условия для развития грибов следующей стадии. Процесс разрушения завершают грибы, воздействующие на еще более прочные материалы клеточной стенки – целлюлозу, или клетчатку, и лигнин.
Растительные остатки в лесу накапливаются в виде подстилки. В подстилке лиственного леса различают слои:
♦ верхний, состоящий из опада, только слегка тронутого разложением;
♦ средний, в котором растительные остатки полуразложились;
♦ нижний, сильно разложившийся слой, в котором, помимо органического вещества, можно обнаружить и примесь минеральных частиц.
В верхнем слое подстилки присутствует ряд грибов – слабых паразитов, которые попадают сюда вместе с листьями, поселившись на них тогда, когда они были живыми или, по крайней мере, находились на ветвях дерева. В среднем, наиболее биогенном слое их сменяют другие грибы – подстилочные сапротрофы и почвенные мукоровые грибы. И наконец, в нижнем слое помимо видов, характерных для предыдущего слоя, присутствует уже свой набор видов, завершающих процесс разложения.
Разложение в подстилке и почве является очень сложным процессом. Он проходит в несколько этапов. На каждом этапе разложение осуществляют определенные виды грибов. В хвойном лесу процесс разложения идет значительно медленнее, что связано с характером опада. Процесс разложения подстилки в значительной степени зависит также и от влажности – необходимого условия развития грибов.
Промышленная древесина (шпалы, балки, различные опоры) также часто разлагается в почве. Над ее разрушением «трудятся» базидальные грибы, на помощь которым приходят микроскопические почвенные грибы. Эти самые маленькие грибы выполняют роль «взломщиков»: промышленная древесина всегда пропитывается специальным составом, который предохраняет ее от гниения, грибки поселяются на древесине и разрушают ее антисептики, расчищая проход для «тяжелой артиллерии».
Есть гриб, который развивается в почвах, пропитанных нефтью, и часто развивается на керосине, креозоте, дизельных топливах, различных смазках. Это кладоспориум смолистый, или керосиновый гриб.
