Бесплатный фрагмент - Грибы в лесу, саду и дома

Грибы — это обширная группа организмов, насчитывающая в своем составе около 100 тысяч видов. Они занимают отдельное место среди представителей животного и растительного мира. Тем не менее, по способу питания (всасывание, а не заглатывание пищи) они напоминают растения, по наличию в качестве «запасного» продукта — гликогена, а не крахмала — они близки к животным.

Грибница видимая и невидимая

Между собой грибы различаются внешним видом, местами обитания и физиологическими функциями. Общий их признак определяется наличием одинакового вегетативного тела — грибницы, или мицелия. Грибница представляет собой систему очень тонких, ветвящихся нитей — гиф, находящихся на поверхности питательной среды (субстрате), где живет гриб, либо внутри нее. Самые сложные на первый взгляд грибные ткани состоят из сплетающихся, часто плотно срастающихся нитчатых гиф, причем каждая такая гифа имеет возможность удлиняться самостоятельно лучеобразно. Грибные гифы имеют по диаметру микроскопические размеры. Для измерения микроскопических объектов обычно пользуются измерительной единицей в 0,001 миллиметра, что обозначается греческой буквой μ. Гифы в большинстве случаев имеют величину диаметра от 1 до 10 μ, реже 20 μ и более. Зато в длину гифы достигают иной раз размеров в десятки сантиметров.

Развитие грибницы подчиняется некоторой закономерности. Относительно центра, от которого начинается ее жизнь (из споры), грибная ткань располагается кругом. Это хорошо иллюстрирует пример «ведьминых колец», когда плодовыми телами шляпочных грибов образуются более-менее правильные круги на поверхности места, где произрастает грибница. В почве радиальное расположение грибницы проявляется почти беспрепятственно, приблизительно в одной плоскости и на небольшой глубине, обычно всего в несколько сантиметров, так как грибы — организмы, нуждающиеся в воздухе. Исходя из места, куда попала спора или в котором произошло первичное заражение, грибница, простираясь кругами, захватывает участок за участком, доказывая, таким образом, преимущество данного вида перемещения.

Старые, центральные части грибницы могут отмирать, но гифы, продолжая удлиняться по периферии, спасают положение и продолжают бодрое шествие гриба по новой территории.

Как размножаются грибы

Грибы, в отличие от растений, размножаются семенами особого вида — так называемыми спорами. У спор нет ни корешка, ни стебелька, ни семядолей, характерных для семян растений. Спора — это, чаще всего, одна клетка, которая, прорастая нитевидным ростком, дает начало грибнице. Необходимая для этого энергия извлекается из крошечной капельки масла — запасного питательного элемента споры. Размножение также может осуществляться и вегетативно — частями грибницы, которые, отделяясь от нее, способны развиваться самостоятельно.

Санитары природы

Углерод. Вещество первостепенной важности. Основа «воздушного питания» растений, он является источником энергии всех живых веществ.

Энергия жива движением. Нормальный ход жизни в природе зависит от круговорота углерода, который осуществляется в следующем порядке.

Зеленые растения, получая углерод из воздуха, развиваются вполне независимо. Растительная масса, содержащая готовый углерод, служит пищей травоядным животным. Те, в свою очередь, становясь добычей хищников, делятся углеродом с ними. Люди, как всеядные существа, получают углерод и от растений, и от животных. Меняя хозяев, углерод принимает разные обличья. При дыхании живых существ отчасти он сгорает, выделяясь в воздух. Однако подобному возврату подлежит только небольшая часть углерода, тогда как его большее количество остается в растительных и животных тканях в виде разнообразных органических соединений, составляя главную массу тела живых существ. По окончании жизненного пути накопленный углерод непроизводительно выбрасывается из оборота. Так, например, каменный уголь, добываемый из недр земли, есть не что иное, как запас углерода первобытных растений, покрывавших когда-то поверхность земли. Чрезмерное накопление углеродистых останков, несомненно, угрожало бы продолжению жизни на земле, не будь существования бесхлорофилльных организмов, специально приспособленных уничтожать их.

И здесь следует отдать должное грибам. Первым среди разрушителей. Их систематическая тайная трапеза, день за днем превращающая отмершие ткани в прах — гарантия полного и конечного освобождения углерода, обретения им первозданного вида и, в конечном итоге, возвращения жизни на круги своя.

Строение грибов

Вегетативные органы грибов — гифы — являются довольно однородными по своему строению. Существенным признаком, делящим грибы на две категории — низшую и высшую, считается наличие или отсутствие в гифах специальных образований — перегородок. Часто грибница сильно разрастается и обильно разветвляется, достигая значительных размеров, но, несмотря на это, остается без перегородок — одноклеточной. В других же случаях, уже с самого начала своего развития, она стремится к образованию поперечных перегородок, доказывая тем самым свою многоклеточность. Грибы низшего уровня развития в подавляющем большинстве случаев имеют одноклеточную грибницу, тогда как грибы с более сложной организацией — многоклеточную. И, пожалуй, наиболее совершенны грибы, способные появляться наружу в виде более-менее заметных плодовых тел.

Строение плодовых тел шляпочных грибов довольно загадочно и интересно, поэтому остановимся на нем подробней.

У многих видов в самом начале развития плодовое тело закрыто общим покрывалом, наподобие чехла. По мере роста плодового тела покрывало разрывается, его остатки сохраняются у основания ножки и на шляпке в виде разбросанных по ее поверхности хлопьев. Еще один вид покрывала, так называемое частное покрывало, образуется срастанием гиф шляпки и ножки, соединяя собой край шляпки и верхнюю треть ножки. Частное покрывало также подвергается разрушению при развитии плодового тела и напоминает о себе либо кольцом на ножке (как у опенка и кольцевика), либо отдельными волокнами, свисающими подобно паутине с края шляпки. Последний признак присущ грибам-паутинникам, благодаря чему они и заслужили свое название.

В шляпке рождается и созревает основа будущих поколений грибов — споры. Сберечь их от любой угрозы извне призвана собственная мясистая мякоть шляпки. Кроме того, мякоть является источником воды, обеспечивающей вылет созревших спор наружу. Cплошной слой кутикулы, или кожицы, устилающий поверхность шляпки, служит ее защитным покровом, предохраняющим от избытка испарения и механических повреждений.

Мякоть шляпки состоит из двух видов ткани — основной и соединительной. Основную ткань образуют толстостенные гифы, соединительную — более тонкие и изогнутые. Некоторые грибы имеют и третий вид ткани, так называемую проводящую, состоящую целиком из сосудистых гиф, заполненных млечным соком. Любое повреждение мякоти таких грибов сопровождается обильным истечением сока — плачем. Рыжик, млечник, волнушка, серушка и груздь — самые чувствительные и безутешные среди плакс.

Основой плодовых тел шляпочных грибов служат вегетативные гифы — генеративные и скелетные. Генеративные гифы дают начало скелетным, они, как правило, тонкостенные, ветвящиеся. Скелетные гифы придают прочность плодовому телу, они толстостенные и, чаще всего, прямые.

Шляпка плодовых тел, как отмечалось ранее, служит местом образования, сосредоточения и созревания спор. В зависимости от типа спороносного слоя она бывает трубчатой, пластинчатой и шиповатой.

Трубчатая шляпка состоит из специальных ячеек — трубочек. Ею увенчаны белый гриб, моховик, подберезовик.

Пластинчатая представляет совокупность ячеек — пластинок. Она является отличительным признаком опенка, вешенки, сыроежки.

Шиповатой шляпке свойственны особые сосочки или шипы. Ее яркие представители — грибы-дождевики.

Трубочки, пластинки и шипы обеспечивают защиту споровым выростам и самим спорам в процессе их созревания.

Как грибы покоряют пространство

Созревшие споры вылетают из шляпки при помощи специальной катапульты. Приток воды, толчок — и спора уже в воздухе. Однако длина «прыжка» невелика, она позволяет только выбраться наружу, за пределы спороносного слоя. Тут споры подхватывают воздушные течения, образующиеся из-за разницы температур между шляпкой гриба и окружающей средой. В отличие от ветра или сквозняка это особые, так называемые, «температурные течения», совершенно неосязаемые для человека и даже для специальных приборов. Они помогают спорам подняться к тем слоям воздуха, где уже проявляется действие ветра и сквозных течений. При таком способе освобождения спор ясно, что шляпке необходимо занимать определенную позицию по отношению к земле. Особенно шляпке трубчатой, залогом удачного вылета спор которой служит ее строго вертикальная ориентация в пространстве. Это требование соблюдается грибами неукоснительно. Характерный пример тому — обыкновенный мухомор. Сорванный в лесу и положенный боком на стол, он продолжает расти, стремясь изгибом ножки поднять шляпку над поверхностью стола, как и прежде — на доминирующую высоту.

У дереворазрушающих грибов плодовые тела развиваются на нижней поверхности валежных стволов, обращенной к земле. Перемена положения ствола никоим образом не путает грибы — новые плодовые тела образуются на той стороне, которая будет обращена к земле.

Основным условием удачного рассеивания спор является их массовое производство. Число спор у большинства грибов столь велико, что часто приближается к астрономическим величинам. Шляпка обыкновенного зрелого шампиньона всего за несколько часов продуцирует до 40 млн. спор. Суточная страда увеличивает число спор вдвое.

Навозный гриб копринус образует за час своего существования 100 млн. спор, а за 5 часов — более 5 млрд. Дождевики средних размеров производят 7 блн. спор!

Ввиду такого, поражающего воображение, фантастического спорового потока, возникает естественный вопрос: почему природа, обычно скупая и нерасточительная, допустила в данном случае столь колоссальный расход органического вещества? При том огромном количестве спор, которые носятся в воздухе, казалось, можно было бы ожидать полного засилия грибных организмов, своего рода грибного беспредела. Однако на сей счет существует весьма значительное препятствие — особый жесткий отбор, в результате которого только малой части спор суждено удачное приземление.

Количество спор, достигающих стадии прорастания и дающих жизнь новому поколению, исчисляется долями процента. При этом в наиболее выгодном положении оказываются, так называемые, всеядные грибы — различные пенициллы и аспергиллы, способные обходиться самым малым и утолять свои потребности практически любым субстратом — от увядшей травинки до капли недопитого чая.

В распространении грибных спор весьма важную роль играют атмосферные осадки. Наибольшее число спор наблюдается в сухую погоду. И чем дольше засуха, тем больше засоряется воздух. Но как только выпадают осадки, количество спор, как и атмосферной пыли, значительно уменьшается. После нескольких дней проливных дождей при тихой погоде встречаются редкие одиночные споры. Если же дождь сопровождается ветром, то спор в воздухе оказывается больше — очевидно, они прилетают издалека.

Распространение грибных спор происходит также при содействии живых переносчиков. Среди них могут быть самые разнообразные представители животного мира — от простейших до высших млекопитающих. Особо деятельными являются насекомые. Споры могут переноситься как снаружи, так и внутри организмов своих спутников. В первом случае они просто приклеиваются (к щетинкам, пуху, перьям, волоскам). Во втором случае споры, съеденные вместе с грибом, путешествуют по пищеварительному тракту животных, вплоть до момента эвакуации наружу. При этом оболочка спор, представляющая собой особую разновидность устойчивой клетчатки, выдерживает действие любых ферментов и кислот, сохраняя начинку невредимой.

Некоторым грибам свойственны и довольно оригинальные способы самостоятельного распространения спор. Гриб-дождевик хранит их до поры до времени в закрытом плодовом теле. К моменту созревания спор верхушка плодового тела разрывается. Малейшее сотрясение — и споры в виде коричневого пылеобразного облачка вылетают наружу. Чем дольше будет сотрясаться гриб — от капель дождя, например, тем больше из него вылетит спор.

Порховка чернеющая, или заячья картошка — известная путешественница. Ее зрелое плодовое тело отрывается от корневидного тяжа и совершенно свободно движется ветром — «порхает», рассеивая споры вокруг.

Гриб-копринус, или навозник, отличается очень малым сроком жизни. Плодовое тело мелких видов живёт всего несколько часов, более крупных — двое суток. Спустя это время шляпка чернеет и расплывается, гриб исчезает прямо на глазах, превращаясь в черную жидкую массу, насыщенную многочисленными спорами.

Стадии развития грибницы

Ввиду своего особого строения грибница весьма чувствительна к влиянию окружающей среды. И прежде всего в молодом возрасте, когда она, хотя и активна, но слишком нежна и эфемерна. Поэтому любая опора, встречающаяся на ее жизненном пути, естественная или искусственная — благо, которое трудно переоценить.

Настоящим спасением является покров из тканей субстрата. Большинство грибов обитает внутри заселенных ими субстратов, выходя наружу лишь в фазе плодоношения. В качестве примера можно обратиться ко многим видам трутовиков, паразитирующих на деревьях. Их копытообразные плодовые тела торчат в виде наростов на стволах, грибница же, образующая эти тела, пребывает в толще древесины, живя там много десятков лет. Зимой в одиночку она, несомненно, была бы обречена на гибель. Но защита коры и слоя древесины дает ей возможность без всякого вреда переносить в состоянии оцепенения температуры в 20—30° и более ниже нуля.

Находя надежный приют в субстрате, грибница, отнюдь не почивает на лаврах и стремится обрести дополнительную устойчивость — мужая.

Оболочка молодых гиф, поначалу бесцветная, тонкая, очень нежная и хрупкая, постепенно утолщается, пропитывается (инкрустируется) особыми веществами — пигментами и смолами. В некоторых случаях оболочка сохраняет свою прозрачность, оставаясь бесцветной, но чаще она окрашивается в черный, коричневый или кремовый цвета.

Обычно жизнедеятельность грибницы подвергается многим испытаниям. Прежде всего — это колебания температуры среды обитания. Для большинства грибов их минимальный уровень соответствует 4—6 °С, максимальный — 30—35 °С. Оптимум температуры (16—25 °С) создает грибнице режим наибольшего благоприятствования: успешного развития и размножения. Снижение или повышение температуры оказывает уже негативное влияние. Жизнедеятельность постепенно замедляется, важные функции, в первую очередь — воспроизводящие, тормозятся, а сама грибница переходит в состояние оцепенения, которое продолжается до тех пор, пока снова не установится температура, близкая к оптимальной.

Гибкость грибного организма очень велика, состояние оцепенения может продолжаться даже в том случае, если температура превосходит допустимые значения. И здесь уже важна продолжительность пребывания гриба за пределами нормальной температуры. Краткое охлаждение или небольшой перегрев могут пройти совершенно бесследно, но более длительное воздействие оказывается губительным и оцепенение заканчивается смертью.

В отношении влажности также существуют свои пределы, причём избыток не менее опасен, чем недостаток. Засуха убийственна для грибов, в особенности, если она продолжительна. Обычные вегетативные органы грибов содержат весьма значительное количество воды (80—90%). Это создает угрозу для грибов как вида, поскольку слишком увеличивает их зависимость от благоприятных условий окружающей среды. Однако грибы спасает страховка — уход в так называемые покоящиеся стадии. Пребывая в данной стадии, грибница выделяет воду, как лишний балласт, снижает свою чувствительность до минимума и впадает в спячку.

Покоящиеся стадии грибницы

Обычно распространение имеют 2 типа покоящихся стадий.

Первый тип — это ризоморфы. Они представляют собой образования в виде шнуров, которые часто можно обнаружить в почве, на корнях и нижней части стволов деревьев — между корой и древесиной остова. Наиболее известны и изучены ризоморфы у опёнка, достигающие иной раз длины до нескольких метров. На поперечном срезе шнура можно видеть его устройство: белую сердцевину живых гиф, заполненную до предела калорийным жиром, и мертвую защитную коричнево-черную оболочку.

Склероций — это второй более совершенный тип покоящейся стадии. Уплотнение гиф в склероции столь велико, что образуется твердое тело различной формы и объема.

Очевидно, что особой разницы в строении между ризоморфами и склероциями нет. Отличие состоит лишь в том, что у ризоморф сохранилось нитчатое расположение гиф, вследствие чего они представляют собой подобие шнура. Склероции же, чаще всего, имеют форму рожка, шарика или подушечки.

Развитие склероция легко проследить на примере поражения грибами семечковых плодовых деревьев, влекущего за собой появление так называемой плодовой гнили. Здесь склероций бывает двух разновидностей. Первый состоит исключительно из грибных гиф (этот склероций сопутствует загниванию листьев и плодов растений). Второй образуется при участии той или иной части субстрата. При этом какой-либо плод, например, яблоко, подвергается «консервации», принимает черную окраску и кажется будто лакированным. Если поражённое яблоко разрезать, то окажется, что оно целиком пронизано гифами грибницы, причём клетки плода съеживаются, теряя воду, мумифицируются и приобретают способность противостоять гниению довольно продолжительное время (до 2—3 лет). Раньше в деревнях Центральной России такие яблоки называли «монахами» и в голодное время даже употребляли их в пищу.

При необыкновенно быстром росте клубков грибницы, превращающихся в склероции, бывает, что в них включаются совершенно посторонние предметы. Так, объемистые склероции некоторых трутовиков, достигающие диаметра 20—30 см и образующиеся в почве у корней деревьев, нередко в своём бурном росте захватывают комки земли, камни, ветви, сухие листья.

Иной раз склероции проявляют интересное свойство мимикрии, то есть внешнего сходства с другими предметами. Наиболее любопытный случай этого наблюдается у гриба-паразита склеротиума. Довольно часто он встречается на кочанах капусты, хранящихся в подвалах, в виде шариков диаметром 1—2 мм, желтоватого, со временем темнеющего до коричневого цвета. Такие шарики и по форме, и по цвету напоминают семена капусты, вследствие чего нередки случаи сбора их огородниками для посева капустной рассады. Другой известный случай мимикрии распространен среди тех склероциев, что ютятся в ягодах черники. Ягоды не чернеют как обычно, а остаются светло-зеленоватыми. В отличие от здоровых белых ягод, лишенных пигмента по причине наследственного альбинизма, пораженные теряют сок и мумифицируются. Склероции находят себе убежище на поверхности или внутри различных органов растений — корнях, корневищах, стеблях, ветвях, листьях, цветках, плодах, ягодах и семенах. Прорастают слероции, как и ризоморфы, после некоторого периода покоя, когда условия окружающей среды становятся благоприятными для жизнедеятельности грибницы. В этом случае — при накоплении склероцием достаточного количества питательных веществ — можно ожидать и плодоношения. В зависимости от вида и величины плодовых тел грибов склероций подвергается частичному или полному распаду. Как было уже отмечено раньше, отличительной чертой грибницы является ее верхушечный рост. Разрастание в двух или трех плоскостях исключено. Такая ткань, как паренхима, присущая растениям, у грибов отсутствует. И грибница, и плодовые тела шляпочных грибов созидаются исключительно совокупностью нитчатых гиф.

Ткани грибов и их функции

Несмотря на то, что грибы по своему происхождению близки к простейшим существам и уступают в развитии животным и растениям, в пределах вида эволюция проявилась достаточно широко. Жизнь низшего организма ограничена во времени и бедна функциями. Она поддерживается за счет способности вида к неограниченному размножению. Такое количественное превосходство — довольно примитивное средство самозащиты, не требующее какого либо самосовершенствования. По мере усложнения организма, естественно, что индивидуальная жизнь приобретает все большую ценность. Деление на части — органы роста и размножения — неизбежно. На смену одной клетке приходят ткани, наделённые теми или иными функциями и физиологически отличающиеся друг от друга.

Происхождение грибных тканей может быть двояким. Первый случай, распространённый и присущий всем грибам — линейный рост. Переплетаясь, гифы образуют пучки и дают начало шнуровой ткани.

Во-втором случае, за счет роста боковых ветвей гифа образует клубочки. При страстании гиф или образовании клубочков получается довольно плотная ткань. Такая ткань у грибов по характеру выполнения функций делится на несколько типов.

Покровная, или защитная, ткань

Является одной из наиболее резко выраженных у грибов. Состоит из ярко-окрашенных плотно переплетенных между собой гиф. У шляпочных грибов расположена на верхней поверхности шляпки. Служа щитом и предохраняя другие грибные ткани от механического воздействия, она напоминает эпидерму листа растения.

Оболочка ризоморф или склероциев, состоящая из одного или нескольких слоёв омертвелых клеток, тоже характерный пример покровной ткани.

Очень часто покровные части представляются весьма плотными с одеревеневшими клетками с утолщенной оболочкой, как то можно видеть у некоторых трутовиков. Поверхность покровной ткани может быть гладкой и голой, покрытой различными образованиями. У трюфелей, например, наблюдаются бугорки или бородавки, у рыжиков — студенистый налет, у чешуйчатки — сети чешуек, у ряда видов — сплетение волосков, образующих сплошной войлочный покров.

Органы питания

Грибы «принимают пищу» исключительно в форме раствора, проникающего в грибную клетку через оболочку. Питательный раствор поглощается всей поверхностью грибницы, находящейся с ним в соприкосновении.

Нередко случается так, что грибница распределяется как внутри субстрата, так и на его поверхности (воздушная грибница). Функция питания выпадает на долю той части грибницы, которая находится внутри субстрата, в непосредственном контакте с питательными соками. Однако никакого ущемления «прав» воздушной грибницы в данном случае не происходит, и она исправно получает свой «паек», а при прикрытии ее субстратом также станет хорошо усваивать растворы, как и погруженные с самого начала части.

Когда мы говорим о всасывающей ткани, имеются в виду только деятельные части вегетативных органов, то есть нормальная грибница. Что же касается покоящихся стадий, то у них всасывающая способность не проявляется и при пробуждении в жизнь дальнейшее развитие протекает за счет накопленных внутри питательных веществ в форме белков и, особенно, жиров.

Проводящая ткань

Как правило, специальной проводящей ткани у грибов не существует, и питательные соки у большинства видов распределяются всасыванием или через соединительные отверстия смежных клеток по всем вегетативным и репродуктивным тканям. Проводящая способность грибных гиф очень велика, и соки циркулируют в них без задержки. Например, у белого гриба, у подосиновика скорость движения питательных веществ при температуре 20 °С равна 10—12 см в час. Такая скорость зависит от повышенного испарения и очень скоро падает при повышении влажности воздуха, когда испарение снижается.

Иногда можно выявить более сложное и целесообразное устройство, состоящее из сплетения гиф и предназначенное для возможно быстрого и обильного переноса, главным образом, воды. Такая специальная организация проводящей ткани, напоминающая собой систему сосудистых пучков у высших растений, присуща, например, домовому грибу, который вызывает разрушение древесины в постройках не только нижних этажей, где количество влаги вполне обеспечено, но также в верхних этажах. Гриб использует все закоулки данного здания благодаря разветвленной сети шнуроподобных гиф. Гифы способны проводить воду в избытке на какое угодно расстояние и поднимаются в постройках из подвалов до крыш, даже по косякам дверей и окон, отчасти по стенам, всюду пронося с собой воду.

Запасные ткани

Эти ткани играют существенную роль у грибов. Они обеспечивают их беспрепятственное дальнейшее развитие при прекращении питания извне. Здесь необходимо отметить, что речь идет не столько о специальных тканях, сколько о частях организма, в которых сосредотачиваются запасные материалы для своевременного использования. Основными запасными элементами грибов являются жировые вещества в виде масел и углеводов, заменяющих собой крахмал (широко распространенный у растений). Кроме того, синтезируется и гликоген, известный как запасное вещество в животных организмах. Во всех органах грибов, мобилизованных исполнять обязанности запасных тканей, можно находить тот или иной из названных элементов, либо все вместе.

Классическим примером запасной ткани могут служить споры, если трактовать этот термин в данном случае в широком значении этого слова. Споры физиологически заменяют семена высших растений и подобно им снабжены запасными веществами. Питание этими веществами, разложенными на простые составные части, обеспечивает начальный период роста гифы, происходящей из споры. Если рассмотреть спору под микроскопом, то всегда можно обнаружить в ней некоторое количество масла в виде преломляющих свет шаровидных капель.

Не менее типичными запасными элементами являются покоящиеся стадии грибницы-склероции. Запасную ткань в них представляет сердцевина, а клетки оболочки составляют покровную защитную ткань.

К запасной ткани можно также отнести сумки у сумчатых грибов. При образовании в них спор, они оказываются заполненными гликогеном. Гликоген используется созревающими спорами и после их готовности исчезает из сумок, будучи полностью употребленным.

Механическая ткань

Под этим названием подразумевается та часть или части организма, которые придают ему необходимую прочность и фиксируют его форму. У растений механическая ткань складывается из клеток с утолщенными стенками, так называемых склеренхимных клеток. Эти клетки располагаются не хаотично, как попало, а по определенной закономерности в целях достижения наибольшего результата при наименьшей затрате материала.

Склеренхимноподобные клетки с утолщенной оболочкой можно встретить в шнурах домового гриба.

Наибольшего развития механическая ткань достигает в плодовых телах высших грибов. Причем у одних видов склеренхимное строение ножки приводит к её одеревенению, как, например, у гриба подаксиса пестичного, распространенного в сухих степях. В других же случаях ножка остаётся практически без изменений. Необходимое сопротивление излому достигается за счет волокон параллельно расположенных гиф, естественно более устойчивых в горизонтальном, чем в продольном направлении, в котором они легко расщепляются. Само собой разумеется, что сопротивление будет зависеть от диаметра ножки, и мы видим, что при подобном строении ножки бывают очень толстыми, как, например, у подосиновика или у белого гриба. Это вызывает необходимость расточительного пользования органическим веществом. Однако нередко встречается более экономичный и целесообразный тип построения ножки — в виде полой трубочки. Принцип здесь тот же, что и применяемый в механике при постройке мостов или других сооружений из полых металлических частей. В этом случае затраты органического вещества малы, а между тем сопротивление излому довольно велико в силу определенной эластичности. Наличие пустой полости в ножке характерно для многих шляпочных грибов.

Оригинальное приспособление механической ткани бывает у видов, основное распространение спор которых ориентировано на насекомых. Задача, следовательно, состоит в том, чтобы облегчить насекомым доступ к спороносному слою плодового тела, издающего во время созревания трупных запах, что, как известно, является приманкой для некоторых видов насекомых. Плодовое тело представляется в виде яйца, находящегося на поверхности почвы или в ее верхних слоях. Ко времени созревания верхняя часть оболочки лопается и из нее сравнительно быстро выступает удлиненная ножка в 10—25 см длиной, на вершине которой располагается спороносная ткань. На удлинение ножки требуется около 36 часов, после чего начинается постепенное ослизнение шляпки и происходит разложение плодового тела. В этом процессе главную роль играет не столько рост гиф, сколько их необыкновенная растяжимость.

Выделительная или, выводная, ткань

Она довольно широко распространена у грибов. Гифы многих видов выделяют на своей поверхности смолистые вещества, кристаллы щавелевокислой извести. Плотный сплошной налет извести наблюдается на протяжении гиф грибницы шампиньона. Выделение извести зависит от индивидуальных особенностей, а также от условий питания, но, как правило, оно имеет место преимущественно в молодом возрасте, что объясняется более деятельным обменом веществ.

Грибы имеют фактически настоящие выводные, или выделительные, ткани, которые в достаточной степени разделены. Прежде всего, следует остановиться на млечных сосудах, присущих, например, рыжику. Рассматривая внимательно плодовое тело рыжика, нетрудно заметить, что ткани ножки и шляпки не однородны, а довольно резко разделены. Основная масса состоит из тонких цилиндрических гиф, образующих у периферии сплошной слой. В середине шляпки и ножки в эту основную ткань вклиниваются гифы с утолщенными стенками. На разрезе они образуют овальные или округлые островки в виде розетки, заполненной водянистым содержимым. Это и есть млечные сосуды. Содержимое млечного сока представляет собой сложный химический комплекс из красящих веществ (пигментов), из смол и жиров. Встречаются также белки, гликоген. Окраска сока бывает различной — красная, молочно-белая, зеленая, иногда изменяющаяся в присутствии воздуха от окисления.

Ассимиляционная ткань

У грибов она отсутствует, так как, не обладая хлорофиллом, они не в состоянии ассимилировать углекислоту из воздуха. Поскольку у грибов не имеется ни устьиц, ни воздушных камер, столь характерных для высших растений, то не приходится говорить и о наличии каких-либо специальных дыхательных грибных тканей. Но, тем не менее, даже в самых плотных тканях, какими являются склероции и ризоморфы, всегда имеются промежутки, через которые обеспечивается доступ воздуха внутрь.

Процесс дыхания, то есть поглощения кислорода и выделения углекислоты, производится всей поверхностью живой гифы.

Как можно видеть из вышеприведенного изложения, функции грибных тканей не так резко разграничены, как то имеет место у высших растений, у которых такое деление пошло дальше. Часто одни и те же гифы исполняют несколько функций, что обусловливает большую гибкость грибов в приспособлении к условиям окружающей среды.

Химический состав грибов

Если подвергнуть плодовое тело либо грибницу любого гриба полному сгоранию, то неизбежно получается твердый остаток — зола и некоторое количество газообразных веществ: углерода, кислорода, водорода и азота. Газообразные вещества представляют собой продукты окисления (разложения) органических соединений. В грибных тканях, таким образом, имеются неорганические минеральные составы и органические, которые состоят из четырех вышеназванных элементов в различных комбинациях.

Отличительной чертой грибов является значительное содержание в них воды. Количество воды достигает до 90% общего веса грибной ткани. Этим объясняется утрата объёма лесного урожая при сушке. Что представляет собой сухой остаток, видно из следующей таблицы.

Химический состав сухого остатка (в % от общего сухого веса)

Белок 20—24

Липиды (сырой жир) 18—20

Глюкоза, маннит 17—30

Целлюлоза 20—27

Лигнин 2—36

Хитин, фунгин 3

Белки

Белковые вещества придают особую ценность грибам как пищевому продукту. Однако важным недостатком следует признать то обстоятельство, что у грибов имеется также много клетчатки (лигнин и целлюлоза) и хитина (вещества, встречающегося в клеточной оболочке различных насекомых, пауков, ракообразных и придающего их покровам большую устойчивость), вследствие чего людям с пониженной функцией пищеварительной системы следует соблюдать меру при их употреблении. Если в среднем можно признать, что у шляпочных грибов имеется около 25—30% белков от сухого вещества, то из этого количества только 15—17% усваивается в желудке человека. Однако разнообразный состав белков и, главное, продукты их расщепления (незаменимые аминокислоты — лизин, лейцин, триптофан) вполне компенсируют этот недостаток и при умеренном усвоении их организмом.

При употреблении грибов следует помнить о том, что, как и любой другой пищевой продукт, они подвержены порче. В этом отношении опасны старые перезрелые грибы, в которых происходит процесс распада белков и накопления отходов. Спутник разлагающейся мякоти — холин — здесь главная угроза. Он легко соединяется с кислотами, образуя соли. Попадая внутрь нашего организма, действует на органы пищеварительного тракта и вызывает расстройство функций нервной системы вплоть до коллапса. Количество холина растёт по мере старения плодового тела, независимо от съедобности или ядовитости гриба. Одновременно повышается и риск отравления.

Углеводы

Углеводы грибов часто обнаруживают себя во влажную погоду — по ослизнению шляпки плодовых тел.

Интересно, что мякоть молодых грибов насыщена углеводом-полисахаридом, или так называемым грибным сахаром — микозой. Тогда как старые грибы сохраняют лишь его следы в виде маннита и глюкозы. Это явление — результат деятельности ферментов, активизирующихся со временем и делящих сложные вещества на простые. Если живые клетки убить, ошпарив кипятком, например, то микоза остаётся невредимой, в своём первоначальном виде. Со старением же гриба или в результате его сушки происходит её полное окисление.

Наибольшее количество углеводов содержится в ножке плодового тела гриба, тогда как в шляпке их уже намного меньше, хотя они и используются созревающими спорами. Личинки насекомых, поедающие грибную мякоть, чаще распологаются в ножке, реже в шляпке и почти никогда не встречаются в спороносящем слое (на нижней поверхности шляпки), лишённом ввиду отсутствия сахара для них всякой привлекательности.

Алкалоиды

Алкалоиды весьма распространены в растительном мире. Это азотсодержащие соединения в виде солей, которые занимают значительное место в системе управления обменом веществ организма. Свое название они получили от арабского слова «алкали» — щелочь и греческого «ейдос» — подобный. Первый открытый в семенах мака алкалоид был назван морфием в честь греческого бога сна Морфея. Затем из различных растений были выделены такие активные алкалоиды, как стрихнин, кофеин, никотин, хиниатропин, которые довольно широко известны в качестве лечебных препаратов.

Типичным грибным алкалоидом является мускарин. Мускарин есть не что иное, как продукт окисления холина, который сам собой представляет ядовитое вещество. Естественно, что мускарин имеется у многих шляпочных грибов, но в достаточно ничтожных дозах, чтобы представлять опасность отравления. Рекордсменами по содержанию мускарина признаны в основном 3 вида грибов: мухомор, свинушка толстая и тонкая, сатанинский гриб. В их тканях его присутствие зафиксировано в пределах 0,016% от свежего веса плодового тела, однако количество алкалоида может изменяться в ту или иную сторону в зависимости от условий произрастания и развития грибов. Для отравления со смертельным исходом человеку необходимо съесть, по крайней мере, 4 кг свежих мухоморов за один прием, что едва ли возможно. Но сам мускарин способен усиливать свое действие, призывая в союзники так называемые опьяняющие токсины. Вследствие этого даже при небольших дозах совместное действие этих веществ вызывает довольно тяжелую интоксикацию. За мухомором издавна установилась прочная репутация морителя мух, отчего, собственно, он и заслужил свое название. Обычно шляпку гриба замачивали в течение нескольких часов в воде и посыпали затем сахаром. Влекомые запахом «угощения» мухи садились на поверхность шляпки, пили выступающий экстракт и благополучно заканчивали свой жизненный путь.

Физиологическое действие мускарина на организм человека проявляется в замедлении пульса, обильном пото-, слюно- и слезотечении, расстройстве функций нервной системы. Сильным противоядием мускарину выступает алкалоид атропин, который моментально приостанавливает его токсическое влияние. Интересно, что, например, у рыжика имеются оба этих алкалоида и в связи с характерной нейтрализацией токсина атропином употребление гриба в пищу не вызывает каких-либо побочных эффектов.

Секрет грибного аромата

Грибы изобилуют разнообразными органическими кислотами (муравьиной. уксусной), вследствие чего их мякоть имеет кислый вкус. Кислоты же образуют и неповторимый грибной аромат. Среди них самая ароматная — глютаминовая кислота. Ей под стать эфирные выделения — летучие носители аромата.

Кислоты выделяются в процессе разложения субстрата. Чем больше углеводов, тем значительнее окисление и, следовательно, сильнее запах грибов. Поэтому грибница и плодовые тела, культивируемые в искусственных условиях на богатых углеводами субстратах всегда более ароматны, нежели их дикие собратья.

Грибы-диагносты

Среди запахов грибов особое внимание привлекает специфический чесночный, издаваемый белым трюфелем, грибами-чесночниками. Запах настолько силён, что эти грибы вполне могут служить приправой к еде вместо чеснока. По этому поводу следует заметить, что некоторые грибы (пенициллы) издают чесночный запах при их искусственном разведении на субстратах, содержащих, помимо главных элементов питания (сахара, азота и минеральных солей), небольшое количество мышьяка. Как известно, химический анализ веществ, содержащих мышьяк, часто используется в судебной медицине, для выявления случаев отравления. Определенная реакция позволяет выявить, содержится ли мышьяк в этих веществах или нет. При наличии мышьяка явственно выделяется чесночный запах. В данном случае, химическую экспертизу можно с успехом заменить биологической. Для этой цели особенно хорош гриб пенициллиум бревикауле, который обладает способностью выявлять минимальное количество мышьяка в субстрате — до 0,0001 миллиграмма. Сначала гриб разводят на хлебе. Затем освоенный грибом хлебный мякиш помещают в пробирку, куда вкладывают и кусочек предмета, содержащего по предположению мышьяк. Если в кусочке действительно имеется мышьяк, то гриб даст знать об этом запахом чеснока уже через несколько часов после начала опыта. Исследованиями подтверждено, что действительно при наличии мышьяка в субстрате плесень образует специальное органическое вещество диэтиларсин, которое и обладает специфическим чесночным ароматом.

Грибная экспертиза, очевидно, пришлась бы к месту в средневековой Франции, где, как мы знаем, дворцовые интриги нередко заканчивались умышленным избавлением от царствующих особ и престолонаследников. При этом в ход шли яства, сдобренные излюбленным преступниками ядом — мышьяком. Мышьяк вершил свое действие не сразу, а постепенно, накапливаясь в организме до определенной концентрации, и конец чаще всего представлялся результатом какого-либо внезапно развившегося заболевания, не имеющего отношения к яду. Будь возможным сделать тайное явным, дело рук интриганов всплыло бы на поверхность, разоблачение злодеев было бы неизбежно, а ход истории стал бы иным.

Минеральные вещества в грибах

Помимо белков, углеводов и прочих веществ, грибы содержат определенное количество минеральных элементов, входящих в твердый остаток сухого веса — золу. Зола составляет минимальное количество сухого веса, приблизительно 6—10%. Соотношение минеральных веществ в золе таково:

Калий 45%

Фосфор 40%

Магнии 2%

Натрий 1,5%

Кальций 1,3%

Железо 1%

Кремний 1%

Сера 8%

Хлор 1%

Как видим, преобладающее значение выпадает на долю калия и фосфора, которые в общей сумме составляют 85% и более всего веса золы.

Калий — жизненно необходимый элемент, участвующий в углеводном обмене. Он часто образует так называемые калийные соли. Малое количество калия может приостановить процесс размножения у грибов.

Фосфор играет не меньшую роль в жизни гриба, чем калий, и активно участвует в биосинтетических и обменных процессах в виде фосфорной кислоты. Значительное его количество в тканях грибов позволяет приравнять их к такому ценному продукту, как рыба.

Следующий элемент — сера, хотя и встречается в гораздо меньших количествах, чем кремний и фосфор, однако по существу является первостепенным по своему значению веществом, принимающим участие в синтезе белка.

Кальций содержится в грибах очень часто в соединениях с щавелевой кислотой, образуя щавелевокислую известь, которая выделяется обычно в форме кристаллов на поверхности грибных гиф и плодовых тел. Кальций способствует росту и накоплению массы грибной ткани.

Еще один элемент — магний активизирует работу ферментов, его недостаток приводит к падению активности разложения субстрата грибами.

Остальные минеральные вещества, найденные у грибов, хотя и необходимы для нормальной их жизнедеятельности, имеют все же второстепенное значение.

Ферменты грибов

Жизнедеятельность любого организма выражается обменом веществ. Этот процесс неосуществим без участия ферментов. С одной стороны, их функции заключаются в расщеплении сложных органических веществ и превращении их из нерастворимых соединений в растворимые составы, готовые для усвоения клеткой. С другой стороны, ферменты создают запасные вещества из более простых элементов. В этих постоянных превращениях заключаетс вся жизнь клетки любого организма, поэтому ферменты, можно сказать, составляют неотъемлемую часть каждого живого существа.

По характеру своей деятельности ферменты близки к катализаторам неорганического мира, вызывающим так называемые каталитические реакции. Под каталитическими реакциями подразумевают такие химические превращения, которые вызываются, или, вернее, ускоряются присутствием посторонних веществ, сами по себе при этом никаким изменениям не подвергающихся. При этом для успешного результата достаточно их минимального количества. Примером данной реакции может служить следующий опыт: чистый цинк помещается в серную кислоту, вследствие чего образуется слабое и медленное выделение водорода. Но если к этой смеси добавить каплю раствора хлорной платины, то немедленно начнется бурное и обильное выделение водорода. Ничтожное количество хлорной платины, не вступающее в соединение с элементами смеси и само по себе не изменяющееся, выступает здесь в качестве некоего стимула, или, как принято говорить в химии, катализатора. Абсолютно аналогичное явление наблюдается в органических соединениях под влиянием ферментов.

Как показывают опыты, разложение органических веществ и превращение их происходит в природе нередко и без участия ферментов, но крайне медленно и слабо. Присутствие же соответствующих ферментов намного ускоряет и усиливает этот процесс.

Многие ферменты обладают способностью беспрепятственно проходить сквозь оболочку живых клеток. Наличие или отсутствие у ферментов этого свойства дает возможность разбить их на две группы: ферменты наружной работы, проявляющие свою деятельность в расщеплении или в превращении веществ, находящихся вне клеток их образующих, и ферменты внутренней работы, деятельность которых ограничена содержимым той клетки, в которой они имеются. Таким образом, между ферментами наблюдается разделение труда: внешние ферменты накапливают из окружающей среды необходимые для роста и развития гриба материалы, внутренние же перерабатывают эти материалы, выделяя из них все ценное и отбрасывая все ненужное.

Интересной особенностью ферментов считается их узкая специализация, благодаря которой они действуют нацелено только на какое-либо одно, определенное вещество. В случаях, когда предстоит «раскусить» очень сложное по строению вещество, всегда набирается несколько ферментов, действующих совместно или в определенной последовательности друг за другом. Таким образом, если иметь в виду, что функции ферментов, в конечном итоге, направлены к превращению нерастворимых органических соединений в растворимое вещество, главным образом в сахар, то в их деятельности наблюдается преемственность, вследствие чего нерастворимое образование поэтапно расщепляется на отдельные части, из которых затем вырабатывается растворимая глюкоза. Отсюда и присутствие в живых клетках грибных гиф разнообразных, иногда многочисленных ферментов. Например, у гриба пенициллума камембери, используемого при заготовке сыров «камамбер» найдено 11 видов ферментов, у лесного опенка — 15.

Количество ферментов в грибах подчиняется общему правилу. Чем приспособленнее к определенному субстрату вид (например, мухомор, растущий на почве хвойных и смешанных лесов), тем меньшим количеством ферментов он обладает (у мухомора их не более четырех).

Многие низшие грибы, поражающие большое количество субстратов, и высшие, дереворазрушающие (трутовики, вешенка), которым приходится находить провиант в сложных соединениях древесины, обладают достаточно большим ассортиментом ферментов. Этим объясняется тот факт, что выделенные из естественной среды произрастания грибы хорошо развиваются в искусственных условиях в научных лабораториях. Здесь они растут в так называемой чистой культуре.

Чистая культура грибов

Для жизни гриба необходимы углерод, азот и минералы, которые сосредоточены внутри субстрата. Искусственная культура предлагает эти вещества в чистом готовом виде, исключая тем самым надобность в их добыче. За счет значительной экономии энергии гриб превращается в активного потребителя питания, что отзывается быстрым и пышным ростом его вегетативной массы.

Исходная среда для искусственных питательных культур — жидкость. Добавляя в нее специальный растительный клей — агар, можно добиться ее перевода в твердое состояние. В этом случае она становится сродни мармеладу, тому самому, что производят кондитеры, используя тот же агар.

Грибную культуру разводят в специальной посуде — чашках Петри, различных емкостях и т. п. Грибы прекрасный объект для исследований обмена веществ в организме. Чистая культура грибов позволяет максимально упрощенно получить ответы на многие вопросы: о роли того или иного питательного элемента в жизни клеток, скорости операций превращения различных веществ, зависимости развития от тех или иных условий и т. п.

Иногда грибы образуют маленькие плодоношения в условиях чистой культуры, демонстрируя тем самым свою 100%-ную принадлежность к тому или иному виду. Это особенно важно, поскольку большинство грибов имеет одинаковое строение своих вегетативных органов, будучи трудно различимых между собой даже при помощи специальной микроскопической техники. Если культура долго не развивает плодовые тела, ведя исключительно вегетативный образ жизни, то велика вероятность смены одного гриба другим. Каннибализм широко распространен в грибном мире. В ряду первых здесь всегда плесени. А дать им жизнь способна одна-единственная спора, дремавшая в укромном месте годы, а то и десятки лет. Подобное имело место на заре приручения дикого шампиньона. Много сил и стараний было потрачено на то, чтобы прижилась его грибница в чистой культуре. Поддерживая ее жизнедеятельность, питательные среды подавались одна за другой, менялся их состав, чередовались условия окружающей среды. Шло время. Однако все было тщетно. Цикл развития гриба никак не хотел приближаться к естественному концу — размножению. Спустя продолжительный срок оказалось, что местом шампиньона довольно беззастенчиво пользуется некий несовершенный гриб. Дав жизнь новому поколению, он выдал себя. По характерным для низших грибов плодовым образованиям и была установлена личность нахлебника.

Упорство и терпение энтузиастов было вознаграждено позднее — первыми плодовыми телами шампиньона в неволе. Метод, используемый при этом, получил название «чашечных половинок». Чашка Петри (стеклянное блюдце с высокими бортами) заполнялась компостированным конским навозом в сочетании с дерновой почвой. Затем ее стерилизовали и засевали грибницей, выращенной на зерне. На 10—14 суток чашку оставляли в специальной влажной камере, с соответствующей температурой. Дальнейшее выращивание гриба происходило под стеклянным колпаком. Рядом с одной чашкой была расположена другая, заполненная увлажненной смесью дерновой земли, низинного торфа и мела. Гифы грибницы, разыскивая подходящие условия для размножения, переползали в чашку с землей, сплетали внутри нее сети и затем, спустя некоторое время образовывали там плодовые тела маленьких шампиньончиков

Грибная жизнь ради ценного сырья

Поскольку грибы питаются растворённой пищей, в чистой культуре их можно выращивать как на твердой среде, так и на жидкой. Однако на твердых субстратах гриб не рискует утонуть, каждую гифу его спасает опора. В воде же приходится побороться за свою жизнь, и единственным выходом кажется одно — превратиться в нечто плавучее. Что гриб и делает. Одна к другой, его гифы сплетаются в единое целое, образуя поверхностную плёнку. Такое образование, наподобие плота, довольно успешно противостоит природе воды и даже способно выдерживать ее небольшие возмущения. Если в твердом субстрате гриб вынужден искать пищу на глубине, пронизывая его гифами слой за слоем, то жидкость избавляет от подобной работы. Пища непосредственно омывает грибные органы и надо только постараться превратить ее при помощи ферментов в свой традиционный личный коктейль.

Поверхностная пленка — не единственная форма жизни гриба в воде. Ему под силу выжить и в бурлящем водовороте, на глубине, при помощи отдельных частей своей ткани. Это могут быть образования различной формы — нити, шарики, обрывки переплетенных, ветвящихся тяжей. И здесь только необходимым является продолжение буйства водной стихии. Поскольку тогда внутри нее будет необходимый кислород. Вполне сносное существование и развитие грибов в такой казалось бы недружественной обстановке позволило выращивать их еще одним приемом чистой культуры — так называемым погруженным выращиванием.

Грибы в процессе своей жизнедеятельности выделяют наружу различные продукты: антибиотики, кислоты, витамины ферменты и т. п. Эти продукты представляют собой побочные выделения обмена веществ. В природе они помогают грибам прочно занять свою нишу и защищать ее от врагов. В руках же человека они получили иное применение, став незаменимым сырьем в производстве очень ценных лекарственных препаратов и изделий легкой и пищевой индустрии. Погруженное выращивание позволяет использовать значительный объем питательных сред. Жидкость наливают в специальные чаны — ферментеры, емкостью от десятка до нескольких сотен литров. Естественно, что в этом случае выход нужных веществ (продуцируемых грибными клетками) увеличивается с единицы площади до максимальных пределов. Чтобы грибы не задохнулись в питательной жидкости, ферментеры при помощи специальных механизмов подвергают непрерывной встряске. После окончания «жидкого» периода развития гриба питательная среда напоминает собой густой суп, насыщенный «обломками» грибницы. Среду отфильтровывают до получения прозрачной жидкости. В дальнейшем используют и жидкость, и грибной осадок. Их качество и способности проходят ряд испытаний так называемыми тест-пробами. Например, при определении антибиотической активности грибной жидкости поступают следующим образом. В чашке Петри выращивают колонии бактерий или посторонних (других видов) грибов. На поверхность питательной среды, в каком-нибудь месте, накладывают полоски фильтровальной бумаги, смоченной в испытуемом растворе. При наличии в растворе антибиотика, вокруг полосок бумаги образуется зона задержки роста тест-микробов. Распространение их колонии минует «заминированный участок» стороной, довольствуясь свободной от сюрпризов территорией.

Кроме антибиотиков широкого спектра действия из грибной жидкости и экстрактов грибницы получают антибиотики более специфического характера, запрограммированные на уничтожение опухолей и вирусов. Определяют свойства антибиотиков также путем опытов. Для отбора противовирусных препаратов применяют искусственное заражение животных (например, вирусом гриппа) и растений (вирусом табачной мозаики). Потом животным впрыскивают раствор антибиотика, а зараженную растительную ткань (листья) погружают в него. По скорости и степени выздоровления зараженных организмов судят об эффективности данного антибиотика. При отборе противоопухолевых антибиотиков используют в качестве тест-объекта раковые клетки (из зараженных тканей). Их смешивают с испытуемым антибиотиком, получая смесь жидкого состава. Затем полученную смесь вводят подкожно мышам. Через 10 дней обычно мышей убивают и определяют наличие опухолей. Если антибиотик достаточно активен, то, как правило, он уничтожает раковые клетки, не давая им вызвать образование опухолей.

По определении достоинств грибной жидкости и грибницы из них получают концентрированный осадок. Жидкость выпаривают, а грибную ткань подвергают экстракции каким-либо растворителем (спиртом, кислотой). Затем экстракт также упаривают. Искомые вещества представляются в виде порошка или кристаллов. Более подробную информацию о них можно найти в разделе книги «Применение грибов и продуктов их жизнедеятельности в хозяйственной практике и в медицине».

Ферменты в работе

Теперь вернемся к ферментам грибов и остановимся подробно на их деятельности. По характеру своей деятельности ферменты делятся на несколько групп. Первая группа включает в себя ферменты так называемого гидролитического действия. Оно проявляется в следующем. «Команда» из нескольких ферментов расщепляет какое-либо вещество, одновременно присоединяя к его молекулам воду. Конечный результат такой работы — разжижение этого вещества. Характерным примером может служить картина развития какого-либо гриба на поверхности желатина. Ферментами-протеазами желатин попросту превращается в насыщенный белками раствор.

Родственные протеазам пектиназы специализируются на утилизации пектина. Пектин — это межклеточное вещество растительных тканей, склеивающее соседние смежные клетки между собой. Более менее значительные полости в тканях заполнены до предела пектином. Если грибу, имеющему в своем арсенале пектиназу, предложить субстрат с обильным содержанием пектина, например, ломти турнепса или моркови, то по прошествии определенного времени обнаружится любопытное зрелище. Пектиназа буквально выгрызает пектин из межклеточного пространства, разрушая субстрат до основания. От овощей не остается и следа.

Жиры также доступны для грибов. При этом необходимые полномочия делегируются ферментам-липазам. Их контакт с жирами заканчивается полной потерей лица последних, вынужденных смириться с превращением в жидкую эмульсию.

Из гидролизирующих ферментов грибов особый интерес представляют уреазы. Они ориентированы на разложение мочевины. Мочевина накапливается в грибных тканях как отброс. Чем больше азота в питании, тем больше мочевины. Как только в среде появляется достаточное количество углеводов, востребованность азота снижается, грибница начинает поглощать более доступное питание. Необходимый для обмена веществ азот при помощи уреаз извлекается из собственной мочевины.

Другая группа грибных ферментов — оксидазы. Она способствует окислению (разложению) накопленных грибницей запасных веществ. В результате этого вырабатывается необходимая (энергия) для проявления жизнедеятельности грибных клеток. Деятельность этих ферментов напоминает печку, сжигающую топливо. Типичные представители ферментов-оксидаз — лакказа и пероксидаза. В растительном мире лакказа встречается, например, в соке лакового дерева. Благодаря ей сок быстро твердеет и темнеет, образуя такой известный материал, как японский лак.

Еще одна группа ферментов — зимазы — принимает активное участие в процессе дыхания грибов. Поэтому чаще их называют дыхательными ферментами. Эти ферменты при наличии кислорода превращают накопленный в грибнице сахар в углекислоту и воду.

Питательные свойства грибов

К положительным свойствам грибов как пищевого продукта следует отнести их богатое содержание белковыми веществами, сахарами, отчасти жирами и фосфором. Выше уже были даны сведения о химическом составе грибов. В таблице, приведенной ниже, даны результаты анализов съедобных шляпочных грибов, произведенных рядом исследователей.

Содержание сухих веществ в грибах (% на 100 г сухого в-ва)

Для сравнения рассмотрим содержание белков в следующих продуктах (в% на 100 г сухого в-ва):

Мясо 30,6

Пшеничная мука 8,03

Ячневая мука 6,39

Овсяная мука 9,7

Горох 27,0

Картофель 4,8

В свежей грибной мякоти содержится большое количество воды и потому, сушеная, она выглядит привлекательней — ввиду большей концентрации питательных веществ.

Виды грибов — содержание воды в %:

Гриб-зонтик 91,25

Опенок зимний 92,7

Коллибия (денежка) 91,7

Вешенка 89,0

Навозник 94,3

Лисичка 91,9

Белый гриб 91,3

Гиднум 92,6

Трюфель белый 78,5

Рыжик 88,7

Как было упомянуто ранее не все белковые вещества одинаково перевариваются человеком. Так называемый протеин утилизируется желудочным соком только на 60—70%, в зависимости от того, в каком виде используется гриб: засушенным, свежим или размельченным в порошок. Порошок переваривается лучше, поскольку содержит больше белков из разрушенных клеток. При использовании свежего или сушеного гриба белок предохранен стенками клеток, состоящими из хитина и фунгина, словно панцирем.

Количество белков, обнаруженных в грибах, подвержено колебанию даже в пределах одного и того же вида. Отчасти это объясняется зависимостью от питательных свойств субстрата, места произрастания грибов и определенных экологических условий.

Помимо белков грибная мякоть ценна содержанием углеводов и, особенно, гликогена — эффективного заменителя растительного крахмала.

У грибов довольно высок процент содержания экстрактивных веществ, которыми, в основном, и обусловлен их приятный вкус. В этом отношении грибы превосходят многие овощи и плоды и могут быть сравнимы разве только с шоколадом, имеющим их в количестве 25—27%.

Содержание золы в грибах определяется в 1—2% свежего или в 4—10% сухого веса. Зола в особенности богата калийными соединениями (до 45%) и фосфором (до 39%). По наличию фосфора грибы обгоняют такой продукт, как коровье молоко (28%). В отношении калия грибы можно приравнять к грушам (50%) и к винограду (56%). Грибы отличаются большим содержанием клетчатки, которое в некоторых случаях доходит до 42% от сухого веса. Опять же распределение ее в плодовом теле неоднородно, и, например, ножка имеет ее в большем количестве, чем шляпка. Поэтому шляпка пользуется неоспоримым преимуществом при употреблении в пищу. В отношении шляпок всегда необходимо придерживаться правила: удалять перед использованием пленку с верхней поверхности, так как именно в ней часто содержатся вредные или ядовитые вещества. Что касается нижнего спороносящего слоя шляпки, то по его цвету как по индикатору можно определить степень пригодности всего плодового тела в пищу. Дело в том, что у молодых съедобных грибов он значительно светлее, чем у зрелых и старых. Такой признак сопутствует достаточно свежему состоянию гриба и в этом случае его можно употреблять без опаски.

По мере созревания плодового тела белки и жиры, содержащиеся в нем, подвергаются распаду, в ткани растет концентрация продуктов этой реакции. Меняется цвет нижней стороны шляпки. Например, у перезрелого шампиньона она становится фиолетово-черной, у боровика — зеленоватой и т. п.

В старину для определения ядовитости того или иного гриба широко применялся следующий способ. В кастрюлю, где варились грибы, рекомендовалось опустить предмет из серебра или луковицу. При этом, если гриб, якобы, ядовит, то серебро чернеет, а луковица синеет или коричневеет. Однако такое изменение окраски может случиться с любым грибом, независимо от того ядовит он или нет, поскольку обуславливается оно присутствием в грибных тканях соединений серы. Иногда также можно услышать совет употреблять в пищу только те грибы, которые служат, в свою очередь, пищей насекомым, слизням и другим животным. На этот счет следует отметить, что различные грибы — как ядовитые, так и съедобные — часто поедаются этими существами, но ядовитые вещества, вредные для человека, на них никакого влияния не оказывают.

Применение грибов и продуктов их жизнедеятельности в хозяйственной практике и медицине

Дрожжи

Грибы, названные данным словом, заслужили его благодаря своему свойству заставлять «дрожать» жидкость, в которой им довелось найти кров и еду. Дрожжам не нужен кислород, они спокойно обходятся без него. Жизнь дрожжей осуществляется за счет бурного кипящего пузырьками углекислого газа окислительного процесса — брожения.

При брожении сахар как главный энергетический материал подвергается распаду. Продуктом этой реакции становится спирт. В связи с этой интересной способностью грибы заслужили большую популярность, превратившись в незаменимых производителей горячительных напитков, хлебо-булочных изделий. Ежегодно в мире изготавливается одних только пекарских дрожжей не менее 700 000 тонн, а сухих кормовых дрожжей — около 200 000 тонн.

Сырьем для получения спирта могут служить как пищевые продукты (картофель, зерновые), так и отходы деревообрабатывающей и целлюлозной промышленности (сульфитные щелока). Поскольку так называемые спиртовые дрожжи не способны сбраживать сложные сахара (полисахариды), содержащиеся в этих продуктах, то последние подвергают предварительному осахариванию (гидролизу) кислотами или ферментами.

Дрожжи, накапливаясь в бродильных производствах в виде отходов, также находят свое применение. Их используют в качестве ценной кормовой добавки в пищевом рационе сельскохозяйственных животных. Дрожжевая биомасса также хорошо усваивается организмом человека. В этом случае её употребляют внутрь в жидком виде или в таблетках. По количеству белка 500 г сухих дрожжей заменяют 1 кг свежего мяса, 41 литр коровьевого молока или 33 шт. куриных яиц. В качестве прекрасного витаминного препарата достаточно ежедневно принимать 25 г сухих или 100 г прессованных дрожжей. Непосредственно перед употреблением грибы убивают, заливая кипятком.

Существует довольно интересный способ использования дрожжей в быту — для борьбы с домашними насекомыми. Например, муравьями. Для этого готовят раствор следующего состава: столовая ложка варенья и чайная ложка суспензии дрожжей на 100 мл воды. Раствор оставляют на обнаруженных маршрутах движения муравьёв, в небольших ёмкостях (крышках от пивных бутылок), либо просто в виде капель.

Характерной особенностью муравьев является их ориентация в пространстве при помощи усиков-антенн. Так, наткнувшсь на жидкость, они ощупывают ее усиками, а затем пробуют на вкус. Как правило, первые, самые смелые разведчики, насыщаются угощением до предела, отчего их брюшки сильно увеличиваются в размерах. Затем они покидают лакомое место, стремясь скорее донести весть о нем сородичам. В результате к лакомству устремляется большой поток особей, включая иногда даже матку, которая выделяется телом крупной величины.

Персона предводительницы муравьиного рода является знаком особого признания жидкости, гарантией упоения ею муравьями — от мала до велика.

Спустя 2—3 дня после пиршества муравьи, как правило, начинают вымирать. Кишечники их парализует натиск размножающихся делением одноклеточных дрожжей. При этом дрожжи справляются с насекомыми деликатно, без лишнего трагизма и свидетелей, превращая их конец в простое бесследное исчезновение из дома.

Как и любые другие грибы, дрожжи принадлежат к огромному миру микрофлоры. Природа сотворила из них одержимых охотников за разнообразными субстратами. Такова грибная жизнь — с рождения и до самого конца. Чтобы выжить, надо следовать безудержной погоне, одолевая конкурентов, добираясь до добычи первым и захватывая ее целиком. В этом грибы сродни животным хищникам. Однако, в отличие от них, в силу микроскопичности, грибы побеждают не клыками и когтями, а своими выделениями — универсальным средством ближнего боя и разрушения.

Свежий яблочный сок, позабытый где-нибудь в укромном месте, уже через 2—3 дня становится местом размножения дрожжей. Две-три недели — и пенящийся субстрат превращается в уксус. Редкий гриб или бактерия посягнет на него — защита дрожжей надежна, оборона на крепком замке. При этом каждая капля уксуса становится еще и целебна. Известный американский доктор Джарвис наделяет уксус свойствами чудодейственного лекарства. Для этого у него есть все основания. Народная медицина многих штатов издавна применяет уксус в лечении расстройств желудочно-кишечного тракта, бессонницы, кожных заболеваний и даже гипертонии.

При помощи дрожжей можно готовить любые снадобья. Хороший эффект дает смесь плодов боярышника и шиповника. Не нужно думать о ее консервации — это сделают дрожжи.

Зрелые мытые ягоды измельчают ножом электрического миксера в пюре. На несколько дней пюре оставляют в закрытой посуде, периодически перемешивая. По истечении трех дней собственные ферменты превратят пюре в жидкость. Жидкость процеживают, разбавляют водой (1:1) и подслащивают (200 г сахара на 1 л). Добавляют дрожжи. Спустя месяц лекарство — живая кладовая ягод, будет готово. В любой момент им можно будет подкрепить себя — растворив 1—2 чайные ложки в стакане воды.

Аспергиллы

Этим общим названием объединены несколько видов микроскопических грибов. Впервые они были открыты и описаны в 1729 году итальянским учёным П. Микели.

Естественная среда обитания аспергиллов — верхние слои почвы. Но значительно чаще их можно встретить на продуктах растительного происхождения, где грибные колонии образуют налеты разного цвета, преимущественно — голубовато-зелёные. Аспергиллы появляются на хлебе, хранящемся в условиях повышенной влажности, на поверхности варенья, на влажных обоях и т. п.

Если рассматривать саму поверхность аспергиллов в микроскоп, то легко обнаружить характерные выступы, напоминающие собой наконечник лейки с застывшими струйками воды. Поэтому аспергилл принято называть еще леечным грибом.

Аспергиллы начали привлекать к себе внимание с середины XIX века, благодаря своему активному участию в процессах разрушения самых разнообразных материалов. Неприхотливость и богатый ферментный аппарат сделали эти грибы излюбленными объектами исследований. Между 1821 и 1928 годами было опубликовано более 2000 работ по аспергиллам, посвященным, главным образом, биохимии, физиологии и генетике этих грибов. В настоящее время продолжается их активное изучение. Аспергиллы очень удобные модели в исследованиях генетических закономерностей, путей обмена веществ, различных физиологических процессов, что позволило русскому ученому Л. Н. Курсанову образно назвать их «биохимической лягушкой». Особенно широкое практическое значение имеет вид аспергиллов, образующий колонии коричневого, шоколадного или черного цвета (черная плесень). Часто они развиваются на зерне (во время его хранения), на плодах, овощах, хлопчатобумажных изделиях, коже и материалах, богатых содержанием белков. Этот вид обладает разнообразной биохимической активностью, вырабатывая целый комплекс ферментов. Среди них — крахмалоразрушающие (амилазы), разлагающие белки (протеиназы), пектиназы (действующие на склеивающее вещество растительных тканей — пектин), жироразрушающие ферменты, ферменты, разлагающие хитин (оболочку насекомых). Пектолитическими ферментами аспергиллов производят осветление фруктовых соков и вин. Такое известное вещество, как лимонная кислота, является ни чем иным, как отходом жизнедеятельности гриба, культивируемого, в частности, в специальных чанах — ферментерах, на жидкой среде, состоящей из свекловичного отвара. Жидкая культура аспергиллов осуществляет синтез витаминов: биотина, тиамина и рибофлавина. Грибница выделяет их в питательную жидкость, которую затем отгоняют специальным образом, получая витаминизированный твердый осадок.

Аспергиллы чрезвычайно чувствительны к колебаниям содержания в среде минеральных источников питания, вследствие чего возможно их применение для определения дефицита некоторых веществ в почве (калия, фосфора, магния, меди и др.), что позволяет отказаться от менее точных и медленных химических анализов.

Штаммы данных грибов, выделенные из заплесневелых кормов, токсичны для животных и человека и способны вызывать такие заболевания, как бронхопневмонию, легочный аспергиллез, отомикоз и др.

Еще один вид аспергиллов, образующий колонии желто-зеленого цвета, также имеет практическое значение.

Грибы этого вида поражают растительные остатки почвы, различные пищевые продукты, растительные масла, зерно, воск, парафин. Возможность приспособления к такому разнообразному количеству субстратов осуществляется за счет природной всеядности. В связи с этим грибы используются на Востоке для пищевых и хозяйственных целей в течение уже не одного столетия. Например, спиртовая промышленность Японии целиком ориентирована на помощь грибных тружеников. Для приготовления традиционной водки сакэ применяется рис, зерна которого гидролизованы (разложены) ферментами аспергиллов.

Отваренные и стерилизованные отруби риса помещаются во влажную камеру, насыщенную спорами гриба. Через 40—48 часов отруби сплошь покрываются белой грибницей. Ферментом амилазой она расправляется с крахмалом, составляющим основную массу рисовых зерен. При этом крахмал разрушается до простых сахаров.

На данном этапе грибной контакт прекращают и уже видоизмененное им сырье отправляют на окончательную «сборку» напитка. Из освоенного грибницей риса также получают и сам инструмент ее деятельности — фермент амилазу. Для этого массу отрубей вымачивают в воде в течение определенного времени, в результате чего получается водный экстракт фермента. Затем экстракт выпаривают в вакууме при температуре 30—40 °С до концентрированного осадка — порошка амилазы. В дальнейшем фермент употребляется в лечебных целях, например, в качестве средства, известного под названием така-диастазы. Така-диастаза рекомендуется в пищевой рацион тем людям, которые в силу болезни поджелудочной железы испытывают дефицит в собственном ферменте.

Комплекс амилаз и протеиназ, выделенный из аспергиллов, используют во Вьетнаме для приготовления соево-рисового «тыонг», считающегося продуктом повседневного спроса населения.

У нас в стране при помощи грибных ферментов аспергиллов освоены такие технологии, как очистка кожи от волосяного покрова, удаление серебра из старых пленок и пластинок, производство спирта и различных видов сыров. На последнем специализируется фермент реннетаза, который расщепляет казеин. Всего 0,02 кубических сантиметра раствора фермента в состоянии свертывать 5 кубических сантиметров молока! В этом отношении грибной фермент не уступает сычугу телячьему, выделенному из животных тканей.

Пенициллы

Как и аспергиллы, эти грибы наиболее часто обнаруживаются в виде плесневых налетов на субстратах растительного происхождения.

Лечебные свойства плесеней, образуемых колониями пенициллов, были отмечены еще в 1873 году русскими учеными В. А. Манасеиным и А. Г. Полотебновым. Тогда их использовали в лечении кожных заболеваний и сифилиса. Ну, а официальным отсчетом лечебная история пенициллов ведется с 1928 года. В том году, в Англии, профессор А. Флеминг ставил опыты в своей лаборатории над грозной бактерией стафилококком. Поддерживая жизнедеятельность бактерии в искусственной культуре, он вскоре обратил внимание на характерную особенность. Колония бактерии, развивающаяся в питательной среде, в специальной чашке, притормаживала свой рост в участках, зараженных попавшей из воздуха сине-зеленой плесенью. Флеминг выделил плесень в чистую культуру (пересеял на новую питательную среду). При более близком знакомстве оказалось, что гриб выделяет антибактериальное вещество, способное умерщвлять клетки бактерий. Профессор назвал его пенициллином.

После работ Флеминга эстафету подхватили его коллеги во многих странах мира. В течение нескольких десятков лет научные мужи вели поиски простых методов получения, очистки пенициллина и проводили клинические испытания этого препарата. В результате был выделен наиболее удачный штамм (сорт) пеницилла. Ему дали кодовое название Q-176 и, поскольку он был рожден в результате скрещивания нескольких видов грибов, именовали его не иначе как мутантом. В процессе такой мутации Q-176 приобрел способность к высокому производству антибиотиков и, самое главное, к хорошему развитию в искусственных условиях.

В настоящее время работа по созданию новых, более продуктивных штаммов продолжается. Теперь для этой цели прибегают к помощи различных стимулирующих факторов: облучению рентгеновскими и ультрафиолетовыми лучами, действию различных химических реактивов, вызывающих мутацию и т. д.

Лечебные свойства пенициллина особенно разнообразны. Он помогает при лечении эндокардитов, перитонита, остеомиелита, активно борется с гонококками, анаэробными бактериями, вызывающими газовую гангрену, с возбудителями менингита, дает надежду на выздоровление безнадежным больным, когда другие лечебные средства бессильны.

Применение пенициллов освоено также в пищевой промышленности, в частности, в производстве группы сыров, характеризующейся наличием так называемой «мраморности». Это сыр «Рокфор» во Франции, сыр «Горгонцолла» в Италии, сыр «Стилтон» в Англии. Всем этим сырам свойственны довольно рыхлая структура, специфический вид (прожилки и пятна голубовато-зеленого цвета) и особый, запоминающийся аромат. Культура грибов используется на заключительной стадии процесса изготовления сыров. Творожную массу помещают для созревания в специальную камеру-теплицу с температурой 13—14 °С и влажностью 50—60%, воздух которой насыщен спорами грибов. В течение недели поверхность сыра покрывается пушистым белым налетом плесени толщиной 1—2 мм. Через несколько дней налет становится голубовато или серо-зеленым. Масса сыра под воздействием ферментов грибов приобретает сочность, специфический вкус и запах.

Способность некоторых пенициллов расти в рыхлоспрессованном твороге объясняется тем, что они хорошо переносят низкое содержание кислорода в среде (в смеси газов, образующихся в пустотах сыра, его содержится менее 5%). Кроме того, они устойчивы к высокой концентрации соли, что только стимулирует их образовывать ряд ферментов, разлагающих жировые и белковые компоненты молока.

Спорынья пурпурная

Этот вид микроскопических грибов живет в поле на колосьях ржи или пшеницы. В соцветиях пораженных спорыньей растений бывают хорошо заметны склероции в виде рожков черно-фиолетового цвета. Сердцевина склероциев состоит из пучка живых гиф, а оболочка — из толстостенных отмерших клеток. Содержимое склероциев богато сахаром (3—4%), жироподобными веществами — липидами, органическими кислотами, смолами, пигментами и алкалоидами. При уборке урожая часть склероциев попадает в почву, зимуя в ней.

В наше время, благодаря повышению культуры земледелия, спорынья причиняет небольшой вред посевам. Однако полное исчезновение ей не грозит, ведь спорынья продуцирует очень ценные вещества для человека — алкалоиды. В больших количествах алкалоиды ядовиты. Попадая внутрь организма, они способны причинить значительный вред нервной системе. В дореволюционной России отравление хлебом, приготовленным из заражённого спорыньей зерна, носило частый и массовый характер. Такие случаи описывались во врачебной практике как отравление «пьяным» хлебом — ввиду характерного поведения отравившихся.

В ничтожно малых дозах алкалоиды утрачивают свою токсичность, становясь лекарством.

В 1943 году из алкалоидов химическим путем был получен известный препарат ЛСД. Он нашел применение в качестве антагониста адреналина, так называемого гормона страха. В современной медицине алкалоиды спорыньи используют в лечении сердечно-сосудистых и нервных заболеваний.

Интересно отметить, что вещества сходной с алкалоидами природы, входили в состав ритуального средства древних ацтеков и индейцев Мексики, открывавшего сознанию волшебный мир галлюцинаций.

Наиболее экономически выгодным способом получения алкалоидов считается культура спорыньи на ржи. Разработана и внедрена в практику методика искусственного разведения гриба на этом растении. Для заражения посевов ржи применяют их обстрел спорами спорыньи из пневматических распыляющих пистолетов. Сбор склероциев осуществляется специальными машинами. Обычно их урожай составляет 50—150 кг с 1 га поля.

Рожки спорыньи мелют в порошок, который обрабатывается для удаления жира спиртом или эфиром. Раствор фильтруют, из него отгоняют спирт, добавляют холодной воды, в результате чего алкалоиды выпадают в осадок. Далее жидкость упаривают и извлекают тем самым уже готовые алкалоиды. Свежевыделенные алкалоиды имеют достаточно резкий запах пригорелого мяса.

В природе существуют виды грибов, избирающие средой своей жизнедеятельности тела различных насекомых. Система специальных ухищрений позволяет этим грибам оседлывать ползающую, летающую и прыгающую братию. Искусно заводя контакт с жертвами, грибы иной раз оставляют на обозрение целые кладбища из их останков. Такие способности не могли обойти вниманием ученые, занимающиеся вопросами биологической (естественной) защиты сельскохозяйственных культур от паразитов. Из ряда врагов насекомых были выделены несколько групп грибов, поражающих особенно эффективно вредителей-насекомых и их кровососущих сотоварищей.

Приручение их особого труда не составило, а результаты превзошли все ожидания. Итак, остановимся теперь на каждом отдельном виде этих грибов более подробно.

Энтомофторовые грибы

Эти грибы развиваются в природе на довольно широком круге насекомых: капустной белянке, капустной моли, различных тлях, щелкунах, трипсах, яблоневой медянице, пауках, клещах. Есть среди них и особи специального назначения, действующие исключительно только против клопов, сверчков и саранчи.

Все энтомофторовые грибы образуют внутри тела насекомого довольно слаборазвитую одноклеточную грибницу. Со временем грибница распадается на отдельные элементы различной формы и размеров. Током гемолимфы эти элементы разносятся по телу насекомого и, оседая в ряде потаенных мест, начинают свое разрушительное действие. Внутреннее содержимое организма насекомого постепенно исчезает, будучи целиком переваренным грибными клетками. Тело насекомого приобретает вид набитого грибной тканью мешка. Сохраняется неизменным только покров этого мешка из хитина. Считается, что смерть насекомого наступает от нарушения циркуляции гемолимфы и от выделяемых грибом продуктов жизнедеятельности — токсинов и ферментов. Продолжительность периода от прорастания спор до гибели у крупных насекомых (саранчи) занимает от 5 до 8 дней, у мелких (комары, мошки, тли) не превышает 2—3 дней.

Особенности развития энтомофторовых грибов вызывают большой интерес. Только им присущ такой характерный признак в распространении спор, как отстрел, причем на такое расстояние, которое порой может превысить их собственные размеры в тысячи раз. Толчок, отбрасывающий спору, образуется в результате высокого давления плазмы внутри специального спороносного образования.

Массовое заражение некоторых насекомых, например саранчи, происходит в определенные часы, обычно между 15 и 17 часами пополудни. Ночью гриб приводит в порядок спороносные «батареи», доводит их до полной готовности, а обстрел спорами начинает рано утром, когда особи саранчи скапливаются кучами. Кроме того, что спора должна попасть на тело насекомого, ей нужно как-то закрепиться на нем — прилипнуть. И здесь помогает утреннее изобилие влажности — за счёт выступающей на листьях растений, траве, росы. От множества спор, отброшенных грибом, образуется мучнистого вида, плотное облачко. Не ожидающая какого-либо подвоха саранча спокойно наблюдает как оно плавно кружит над ней, накрывая затем целиком. Уже через сутки насекомые будут жестоко наказаны за беспечность. Грибы начнут свое развитие с разжижения внутренних органов их тел. При этом можно наблюдать, как у насекомого растягивается по сегментам брюшко. Затем оно разрывается и изнутри начинает вытекать жидкость с элементами грибницы. В дальнейшем эти элементы прорастают, образуя на поверхности сплошной налет грибницы в виде бархатистой щетки. На брюшной поверхности погибших насекомых вырастают корнеподобные присоски, которыми они прикрепляются к какой-нибудь поверхности. В таком виде мумифицированные насекомые могут храниться до следующей весны, служа своего рода миной замедленного действия для своих живых сородичей. Отстреливаемые от них споры продолжают сеять смерть вокруг.

Добраться споре до искомого субстрата (тела), компенсируя возможные недолеты и перелеты, несложно. Так, оказываясь в пустом месте, она продолжает серию прыжков до тех пор, пока движение не увенчается успехом.

У ряда насекомых инфекционный процесс протекает иначе, чем у саранчи, и не носит характера общего поражения и превращения их в заминированные спорами ловушки. Например, зеленому яблоневому клопу внедрившимся грибом позволяется довольно долго и активно двигаться. Попутно гриб щедро осыпает новые и новые участки массами спор, заставляя тем самым своего хозяина исполнять роль ходячего очага болезни.

В распространении энтомофтороза большое значение имеет поведение насекомых. Например, пораженные особи саранчи взбираются на верхушки растений или кустарников, находя свой конец в характерной позе, зацепившись передними и средними лапками за стебель, всегда вверх головой. Такая позиция способствует максимальному рассиванию спор на находящихся в нижних ярусах растений и ползающих на почве насекомых. Кроме того, высоко расположенные споры легче разносятся во все стороны воздушными потоками.

В природе первоначальное заражение энтомофторозом происходит от спор, сохраняющихся в почве или на растительных остатках. Раз начавшись, болезнь развивается чрезвычайно быстро с последующим образованием спороносных выростов, отстреливанием из них спор и развитием грибов на новых особях. Нарастание болезни идет в геометрической прогрессии. Миграция (перелеты) зараженных крылатых насекомых с последующим отстрелом спор на популяции здоровых особей является наиболее эффективным путем рассеивания заболевания.

В быту энтомофторовые грибы часто оставляют следы своей деятельности на комнатных мухах, которых они избирают в качестве подходящих объектов для питания. Пораженные мухи остаются прикрепленными к оконным стеклам, стенам. Брюшки мух, сильно увеличенные в размерах, имеют между сегментами бархатистый налет из выступивших наружу спороносных образований грибов. Вокруг тел мух образуется ореол из отбрасывающихся спор.

Долгое время энтомофторовые грибы считались строгими паразитами, не способными расти вне тела хозяина. Однако исследователям удалось выделить из погибших насекомых несколько видов грибов этого семейства и вырастить их в условиях чистой культуры. При этом использовались питательные среды, богатые белками животного происхождения (мяса, рыбы, куриных яиц).

В условиях культуры большое значение имеет сохранение жизнеспособности энтомофторовых грибов. Поэтому для их размножения используют также и живых насекомых. Для этой цели идеально подходят гусеницы златоглазки, выращенные в специальных инсектариях. Получая в искусственных условиях массу спор грибов, становится возможным применение их против популяций вредных насекомых. При внесении спор под сельскохозяйственные культуры используют также одновременно полив растений, что увеличивает процент заражения личинок и взрослых насекомых вдвое.

Очень впечатляющими оказались попытки борьбы при помощи энтомофторовых грибов с кровососущими насекомыми-паразитами. Обычно заражению подвергали прибрежную растительность водоемов, отстреливая при этом массы спор из специальных приспособлений. Делалось это осенью, поскольку в этот период у паразитов происходит усиленная яйцекладка, от качества которой зависит численность насекомых в следующем году. Уничтожая самок; грибы сокращали запасы зимующих яиц, чем прямо влияли на снижение поголовья рождаемых паразитов. Наибольшее число таких зараженных грибами насекомых, как комаров, встречалось под покровом растительности у водоема (75—95%). Погибшие комары часто плавали на поверхности водоема или лежали на влажной зоне прибрежной земли. В воде споры грибов прорастали в грибницу, образующую студенистую пленку по всей прибрежной полосе водоема в период массовой гибели комаров. В сухих местах тела погибших комаров разрушались, а вокруг их останков четко был виден споровый налет.

Использование данных о грибных эпидемиях насекомых учитывается при прогнозировании массового размножения вредителей — насекомых. Правильно поставленный прогноз на снижение численности вредителей от влияния энтомофтороза позволяет снять запланированную химическую обработку, дать этим большую экономию средств и ограничить вред, причиняемый живой природе химическими препаратами.

Грибы рода Боверия

Эти грибы отличаются от энтомофторовых собратьев тем, что паразитируют на значительно большем числе насекомых, причем, как на представителях их полезных видов (тутовом шелкопряде), так и на вредных (колорадском жуке, картофельной коровке, луговом и кукурузном мотыльке). В целом ими поражается около 60 видов насекомых. Примечательно, что клещи, например, невосприимчивы к вниманию грибов (обладают иммунитетом) и в случае присутствия грибницы на своих тканях способствуют их переносу и распространению. Один из видов боверии, специализирующийся, в основном, на добывании пропитания из жуков, попутно выделяет токсины, убивающие комаров. Сила этих веществ такова, что при попадании их в водоемы вблизи мест сосредоточения насекомых, те сражаются моментально наповал.

При попадании споры боверии внутрь тела хозяина, через 32—48 часов она прорастает в виде отдельных клеточных фрагментов грибницы. Они свободно плавают в лимфе и размножаются с большой скоростью делением и почкованием. Смерть насекомого наступает внезапно в результате блокирования циркуляции лимфы. В дальнейшем начинается разрушение частей тела хозяина.

Способность грибов к освоению кроме насекомых и растительных субстратов в большой степени облегчает их разведение в искусственных условиях на средах, содержащих пивное сусло, ломтики овощей и т. п. После периода развития, включающего массовое накопление спор, приготавливают препараты для борьбы с насекомыми. Причем это может быть как взвесь чистых спор, так и их суспензия, а также отдельные части вегетативной грибницы с явно выраженными спороносными образованиями. Наибольшую известность из этих средств получил разработанный в 60-х годах Украинским институтом защиты растений препарат «Боверин». Он представляет собой густую суспензию спор. Содержание спор колеблется в пределах до 25 млрд. единиц на 1 г вещества. Также существует и аэрозольное исполнение препарата 5-процентной концентрации. «Боверин» успешно применяется в борьбе, например, с яблоневой плодожоркой, колорадским жуком, свекловичным долгоносиком. При опыливании аэрозолем гусениц плодожорки наблюдается массовая их гибель, что приводит к снижению червивости плодов на 60%. При опрыскивании суспензией червивость плодов снижается на 45—50%. Поражение колорадских жуков и долгоносика на стадии гусениц и куколок составляет также довольно большой процент — 70—75%. У взрослых особей вредителей, обработанных» Боверином», количество отложенных яиц уменьшается обычно на 50% по сравнению с контролем (незараженными экземплярами).

Хищные грибы

Данный вид грибов специализируется на отслеживании, ловле и последующем умерщвлении микроскопических животных — нематод и коловраток. Грибница хищных грибов развивается в почве, на растительных остатках. Здесь грибы коротают свои дни в ожидании появления потенциальной жертвы. При помощи специальных ловчих приспособлений они осуществляют свой замысел и большинству животных не удается избежать печальной участи.

Наибольшее распространение у грибов имеют так называемые клейкие ловушки — маленькие овальные или шаровидные головки, сидящие на коротких веточках и обычно обильно покрытые клейким веществом типа смолы, либо трехмерное сплетение клейких сетей, состоящее из большого числа колец. Нематода имеет очень маленькие размеры — длина ее варьирует от 0,1 до 1 мм. Однако гифы, сплетающие ловушки, обладают размерами еще меньшей величины, вследствие чего охота не всегда развивается по благоприятному сценарию для гриба. Но как бы то ни было, если нематоде удается выскользнуть из цепких грибных объятий, она все равно обречена, поскольку на теле остаются обрывки грибницы. Вопрос только времени, когда они прорастут в новую хищную ловущку и окончат жизнь животного.

Сам процесс ловли нематоды клейкими сетями напоминает некий аттракцион, в котором гриб играет довольно зловещую роль. Представ перед лабиринтом из гиф нематода проникает внутрь, пытаясь найти в нем короткий путь наружу. При этом неизбежно ее тело касается сети, а затем прилипает к ней. Пытаясь освободиться, животное активно двигается, извивается и в результате все больше прилипает к сети. Затем движения ее становятся вялыми, а потом вообще прекращаются. Через некоторое время из сети-ловушки вырастает гифа и вплотную приближается к потерявшей силы нематоде. Пронизывая оболочку нематоды, гифа проникает в ее тело. Внутренняя полость тела начинает заполоняться ответвлениями гиф, которые постепенно высасывают из нее все соки. Процесс поглощения грибом их продолжается около суток. После этого нетронутой остается только оболочка нематоды.

У некоторых хищных грибов ловушки образуются в виде колец, лишенных клейкого вещества. Их действие осуществляется механическим путем. Обычно такие кольца состоят из трех сегментов, располагаясь на коротких веточках грибницы. Внутренняя поверхность отличается необычайной чувствительностью. Любое даже незначительное раздражение вызывает их мгновенное сокращение (в течение 0,1 с). Сегменты надуваются, почти полностью закрывая собой просвет кольца. Если нематоде суждено попасть в такую ловушку, то шансов выбраться из нее практически не остается. Гибель происходит от механического сдавливания в кольце, поскольку диаметр ее тела в месте захвата уменьшается почти вдвое. Механизм действия сжимающих колец управляется специальным рецептором ацетилхолином, вызывающим сокращение сегментов.

Хищные грибы хорошо растут в чистой культуре. При этом, имея достаточно питания, они забывают про свои чудо-ловушки и не образуют их. Но стоит напомнить грибам о нематоде — ее собственной персоной во плоти, как осязая жертву, хищное начало будет готово ожить вновь.

Опенок

Во многих старинных лечебниках содержатся сведения об антираковых свойствах различных шляпочных съедобных грибов. В наше время эти сведения проверяются опытным путём. Особенно интенсивны исследования в Японии. Это объясняется развитым научным потенциалом этой страны, традиционной склонностью японцев к растительной пище, а также предпочтением использования лекарств натурального, естественного происхождения.

Наибольший процент активных видов грибов зарегистрирован среди так называемых дереворазрушающих грибов, развивающихся на древесине. Это опенок, гриб-баран, или грифоля курчавая, и вешенка. Рассказ о них начнем с опенка.

Опенок выращивается в искусственной чистой культуре на жидкой питательной среде. Такую среду обычно разливают в чаны — ферментеры, куда затем и вносят посевной материал в виде кусочков грибницы. В период развития грибницы накапливаются различные вещества — белки, ферменты, кислоты, витамины. Причем они присутствуют как в ее ткани, так и в жидкой среде. Их выделяют специальным методом, получая, таким образом, необходимое для производства лекарственных препаратов сырье. В различных экспериментах над подопытными животными было выявлено, что у опенка наиболее эффективными свойствами борьбы с раковыми клетками наделены белковые соединения. Так, они в 81% случаев тормозили рост саркомы, карциномы, рака молочной железы, опухолей нервной системы, а также развитие лейкемии.

Помимо противоопухолевых веществ опенок производит и другие вещества довольно полезного действия. Основная их доля падает на ферменты. Например, ферменты тромболитического действия. Работа этих ферментов проявляется в рассасывании кровяных сгустков — тромбов. В ряде случаев эти ферменты спасают от сложных операций, заменяя собой скальпель хирурга.

В пищевой промышленности Японии пользуются запатентованными средствами из ферментов гриба, специализирующихся на борьбе с бактериями, так называемыми хитиназами. Благодаря им удается консервировать любые продукты под самую надежную гарантию стерильности, поскольку жизнь и размножение бактерий в этом случае исключаются.

В связи с тем, что во многих странах остро ощущается потребность в кормовом белке, возможно устранение этого дефицита при помощи гриба. Кукурузные кочерыжки, льняная костра, подсолнечная лузга, опилки — субстраты, где довелось оставить след опенку, представляют собой высококалорийную пищу, которую и предлагают на корм скоту. Исследование биологической ценности грибных клеток показало, что содержание незаменимых аминокислот в них значительно превосходит аналогичное в таких продуктах, как молоко и картофель, а важнейшей серосодержащей аминокислоты — метионина вообще не поддается сравнению, превышая показатели растительных тканей во много раз. Наличие в грибнице витаминов, кислот, жироподобных веществ усиливает значение получаемого при помощи опенка сырья.

Освоенный грибницей субстрат из растительных остатков может использоваться и в виде удобрения для сельскохозяйственных культур. Такое удобрение с успехом заменяет химию, увеличивая урожайность в разы.

Гриб-баран
(грифоля курчавая)

Это довольно оригинальный по внешнему виду гриб. Плодовое тело имеет общее основание (ножку), из которого вырастают многочисленные выросты, увенчанные шляпками. Диаметр такого образования может составлять 30 см. Гриб-баран развивается в основном на корнях дубов, причем предпочтение отдает живой породе. Из плодового тела гриба выделены белковые соединения, обладающие высокой противоопухолевой активностью (96%).

Вешенка

По характеру своего воздействия на организм больного человека вешенка отличается от предыдущих видов. Прежде всего, это касается природы тех веществ (выделенных из гриба), при помощи которых оно и осуществляется, — так называемых полисахаридов. Полисахариды гриба тормозят развитие различных злокачественных новообразований, однако, при этом прямого влияния на них не оказывая. Эффекта они добиваются несколько иным путем. Полисахариды повышают активность клеток тимуса (вилочковой железы, ответственной за иммунитет), вовлекая их в работу на создание мощного иммунологического механизма, направленного на подавление жизнедеятельности раковых клеток. Такую взаимосвязь удалось проследить в ряде экспериментов над мышами. Так, в случае удаления вилочковой железы, полисахариды были бессильны помочь больным особям, и только когда железа оставалась на месте, пусть даже со значительным понижением своих функций, способности грибных «агентов» проявлялись в должной степени.

Благодаря тому, что полисахариды (основные лекарственные вещества вешенки), не только борются с конкретным заболеванием, но и попутно приводят в норму ослабленную иммунную систему, возможности их применения достаточно широки. Целый ряд заболеваний, вызванных в большой степени понижением способностей защитных сил организма, достаточно хорошо поддается излечению. Среди них можно отметить заболевания кожи (фурункулы, гнойники и т.п.), желчнокаменную болезнь, гипертоническую болезнь, а также болезни, связанные с радиоактивным облучением. В последнем случае, используются не только полисахариды, но и в большом количестве сами плодовые тела вешенки. Клетчатка гриба, не перевариваясь организмом, обладает способностью аккумулировать из него радионуклиды и, естественно, выводить их наружу.

Еще одно неоспоримое преимущество полисахаридов вешенки — в их низкой токсичности. Причем это свойство сохраняется даже при довольно длительном периоде употребления этих препаратов. В качестве сырья для получения полисахаридов используют природные и полученные в искусственной культуре плодовые тела вешенки, грибницу, выращиваемую на твердых субстратах или на жидкой среде.

Шии-такэ

В странах Юго-Восточной Азии, откуда шии-такэ родом, его называют «грибом молодости» и «эликсиром жизни». Гриб содержит целый комплекс ценных аминокислот, витаминов и минеральных веществ, входящих в структуру жизненно важных белков, ферментов, гормонов и клеточных мембран. Он усиливает кровообращение, снижает содержание холестерина в крови, лечит простуду, придает бодрость духа, просто сохраняет здоровье. Благодаря ему в организме человека прекращается размножение ряда вирусов. Кроме того, имеются данные об успешном применении гриба в лечении и профилактике инсульта.

Шии-такэ, как и вешенка, содержит много полисахаридов. Противоопухолевая активность полисахаридов сохраняется даже после кулинарной обработки грибов — в виде дополнительного ценного достоинства блюда.

Почвенные грибы и их выращивание

Почвенными грибами называются виды, поселяющиеся на разлагающихся растительных остатках — опавших листьях, хвое, ветках. Они питаются за счет содержащихся в этих материалах питательных элементов, способных обеспечить им достаточно полноценную жизнедеятельность.

Шампиньоны

В настоящее время шампиньоны выращивают более чем в 60 странах мира. На их долю приходится почти 80% объема всех выращиваемых в искусственных условиях грибов. В природе встречаются различные дикорастущие виды шампиньона, которые довольно широко отличаются друг от друга, как по внешним признакам, так и по требованиям, предъявляемым к условиям среды обитания. Это обыкновенный, луговой и полевой шампиньоны. Излюбленные места их распространения — городские газоны, свалки, скотные дворы, открытые пространства лугов. Естественным субстратом (питательной средой) дикорастущим шампиньонам служат разлагающиеся органические материалы почвы. Долгое время попытки развести дикорастущие виды шампиньонов оказывались неудачными. Это продолжалось до тех пор, пока в кандидатах на роль «домашнего» гриба не появился так называемый двуспоровый шампиньон. Этот вид, кстати, очень редко наблюдаемый в природе, исключительно легко «пошел на контакт», вследствие чего долгожданные поиски, наконец, увенчались успехом.

Еще в 1868 году были определены условия, необходимые для удачной культуры: темнота, достаточная влажность, температура 12—16 °С и особо подготовленная почва. Так, в частности, массово выращивали шампиньоны в известковых пещерах окрестностей французской столицы. Здесь грибную культуру поддерживали круглогодично. Близкое расположение большого города, обеспечивало стабильный сбыт продукта. Французский ученый Миэж (1907 г.) так рекомендовал желающим разводить шампиньоны у себя в комнатах или других помещениях: «Конский навоз без соломы накладывается в ящики толщиной 25 см и ему дают перегореть в течение нескольких дней, после чего его придавливают руками и производят посев грибницы на глубину 10—12 см. Затем прикрывают ящик соломой. Через 5—6 недель начинают появляться первые шампиньоны».

В России промышленное производство шампиньонов было начато в 1848 году известным огородником-грибоводом Е. Грачевым. Тогда в основном использовались для этой цели теплицы.

Культивируемый двуспоровый шампиньон обладает более ценными вкусовыми качествами, чем его дикие сородичи, а технология его выращивания довольно доступна и проста, поэтому не приходится жалеть, что он стал единственным их всех видов шампиньонов, прижившимся на огородной грядке.

Внешние признаки и требования шампиньона двуспорового к условиям выращивания

Шляпка гриба в диаметре достигает 10 см, полукруглая, выпуклая, с возрастом распростертая, белого цвета, позднее грязно-коричневая, чешуйчатая или гладкая. Мякоть плодового тела плотная, белая, сочная, на изломе розовеет или краснеет, обладает кисловатым вкусом. Нижняя сторона шляпки в молодом возрасте гриба имеет розовато-серую окраску, в зрелости — темно-коричневую.

Споровый порошок темно-коричневый. Ножка длиной 3—6 см, толщиной 1—2 ем, гладкая, цилиндрическая, к основанию суженая, полая или цельная, с кольцом.

Шампиньон двуспоровый не требует для своего развития сожительства с древесными растениями, что совершенно необходимо так называемым микоризным грибам (белому, подберезовику, подосиновику). Он извлекает пищу из растительных остатков, при помощи грибницы, пронизывающей сетями гиф почву.

Для получения благоприятных результатов в разведении шампиньонов совершенно необходимо соблюдать некоторые условия. Среди них первым, конечно, является применение качественного посадочного материала — грибницы. Затем следуют уже условия правильного приготовления субстрата (компоста), в котором предстоит развиваться грибу, соблюдение соответствующих параметров микроклимата на разных стадиях выращивания, и, наконец, использование покровной смеси достаточно хорошего качества. Из этих слагаемых, собственно, и состоит весь процесс выращивания шампиньонов в искусственных условиях. Начнем описывать этот процесс по порядку с приготовления питательной среды для грибов.

Приготовление компоста (питательной среды)

Как правило, этот этап считается очень ответственным, поскольку на нем закладывается основа жизнедеятельности грибной культуры.

Схема формирования компостного штабеля

Питательный субстрат обычно составляют из соломы и навоза. Солома предпочтительнее всего пшеничная или ржаная, навоз лучше всего конский, но можно использовать также свиной, коровий, овечий, а также кроличий и птичий помет.

Субстрат превращается в компост посредством ферментации — при помощи микроорганизмов, специализирующихся на разложении и утилизации растительных отходов. При этом должного эффекта их деятельности — настоящего «взрыва» субстрата — следует ожидать лишь при использовании достаточной массы соломы — не менее 100 кг.

Чрезвычайно важна влажность субстрата. Нельзя допускать как недостатка, так и избытка. Поскольку тогда будет тормозиться жизнедеятельность микроорганизмов и, как следствие — ферментация.

Для увлажнения 100 кг сухой соломы рекомендуется использовать 250—300 литров воды. Затем при ферментации смесь увлажняют дополнительно.

Увлажняют солому в каких-либо емкостях. Если она спрессована в тюки, то их необходимо развязать, распустив массу. Намного облегчает работу измельченная солома. При возможности следует воспользоваться этой операцией, деля ее на фрагменты произвольной длины.

Необходимое время для увлажнения — 1—2 дня.

При отсутствии подходящих емкостей солому можно увлажнять путем полива водой из шланга. В этом случае растительную массу разбрасывают прямо на земле.

Степень увлажнения определяют на глаз (потемневший цвет соломы)

и на ощупь (по выделению влаги из сжатого пучка стеблей).

Далее рассмотрим несколько составов для компостной смеси, особенно часто применяемых при выращивании грибов.

Состав I: солома (воздушно-сухая) — 100 кг, помет куриный 80—100 кг, гипс — 6 кг.

Состав II: солома (воздушно-сухая) — 100 кг, навоз — 100 кг, мочевина — 2,5 кг, гипс — 8 кг, мел — 5 кг, суперфосфат — 2 кг.

Для приготовления качественного компоста лучше всего брать свежий помет или навоз, так как со временем их питательная ценность уменьшается. Необходимо следить также за тем, чтобы в помете или навозе не было элементов подстилки сельскохозяйственных животных и птиц. Содержащиеся в подстилке опилки и стружка деревьев хвойных (ввиду присутствия в них смолистых веществ) могут отрицательно повлиять на жизнедеятельность грибов. В состав II, как показано выше, входят удобрения. Они необходимы, поскольку навоз уступает помету по содержанию азота и фосфора — важнейших питательных элементов, используемых грибами при развитии.

Приготовление компоста, или ферментация, — это сложный микробиологический процесс, сопровождающийся обильным выделением аммиака, углекислого газа и паров воды. Поэтому его следует проводить в хорошо проветриваемом помещении, либо под навесом на открытом воздухе, не допуская попадания атмосферных осадков на компост. При этом компостную кучу можно накрыть сверху полиэтиленовой пленкой, оставляя открытыми боковые стороны.

Для того чтобы компостный бурт полностью был охвачен ферментацией, требуется его соответствующим образом уложить. Предварительно увлажненные солому и навоз делят на 3 или 4 приблизительно равные части и укладывают в штабель послойно. На каждый слой соломы кладут слой навоза, причем должно соблюдаться соотношение: не менее трех слоев, как того, так и другого. Каждый слой соломы дополнительно слегка увлажняют (сбрызгивают поверхность водой), чтобы уменьшить потери от испарения и, в случае выбора состава II, посыпают сверху мочевиной по 700 г на каждый слой, если слоев три (и по 600, если слоев четыре). Бурт должен быть высотой до 1,5 м, шириной до 1 м и длиной около 1,3 м.

Через 5—6 дней после закладки штабеля делают первую перебивку. При этом все части смеси меняют местами, верхний слой опускают, нижний поднимают вверх, тщательно перетряхивают вилами и дополнительно увлажняют. Еще спустя 4—5 дней делают вторую перебивку, затем через 3—4 дня — третью, а еще через 3—4 дня компост, наконец, перемешивают в четвертый, последний раз.