Вадим Назаров – За порогом вражды (страница 48)
Благодаря защитной реакции растения первоначальная функция грибных гиф — всасывание пищи — меняется на противоположную: они отдают теперь свое содержимое растению-хозяину.
Но это еще не все. "Укрощенный" гриб, начавший свою неудавшуюся "карьеру" как завоеватель, теперь сам становится на стражу здоровья своего хозяина.
В природе нет недостатка в грибах-паразитах. Из разряда высших к ним принадлежит часть трутовиков, прирастающих своими шляпками к стволам живых деревьев, а также всем знакомый опенок осенний. Особенно же много паразитов — губителей деревьев среди низших микроскопических грибов.
Большую опасность для жизни сосен и елей представляют корневые гнили (корневая губка, красная гниль сосны и пр.). Проникнув в корни, эти грибы нарушают процесс всасывания питательных веществ. Беды, как известно, не приходят поодиночке. Пораженное дерево часто одновременно подвергается нападению насекомых-древоразрушителей. В результате их совместных усилий оно постепенно усыхает, ветер легко валит былого могучего гиганта на землю, где его труп "съедают" другие грибы.
От грибов-паразитов деревья во многом спасают лишайники, поселяющиеся на их стволах. Они, как мы знаем, вырабатывают собственные антибиотики, губительно действующие не только на бактерии, но и на грибы. Но лишайники предохраняют от заражения только наружные слои древесины, многие же грибы-паразиты могут проникать внутрь ствола через корни.
Самое печальное, что паразитические грибы переняли у микоризных их образ действия, сохранив при этом свою хищническую сущность. Они тоже стремятся образовать на корнях собственные "ассоциации" — их называют ложными микоризами, или псевдомикоризами, — которые только уменьшают всасывающую поверхность корней, затрудняя нормальное питание растений. В поле и на опушке леса, где микоризных грибов меньше, большинство корней сосны превращается в псевдомикоризы. Вот почему у одиночно растущих деревьев нередко бывает болезненный вид.
Вспомним о взаимных антипатиях микробов почвы. Антагонизм — обычное явление и среди грибов-микоризообразователей. Пользуясь испытанным оружием — антибиотиками, они убивают бактерии и грибы-паразиты, в том числе псевдомикоризные. Именно поэтому корни с микоризой меньше поддаются патогенной инфекции, чем без нее. По мнению некоторых ученых, лучше других защищают деревья от всяких напастей грибы козляк и желтый моховик.
Английская исследовательница Дж. Девисон долго наблюдала за соснами из старых питомников. Она убедилась, что немикоризные сеянцы всегда подвергались нападению ризоктонии и других псевдомикоризных грибов и отставали в росте, тогда как микоризные обладали к ним стойким иммунитетом и продолжали хорошо расти. Левисон пришла к выводу, что сильное поражение сеянцев хвойных псевдомикоризой на старых сельскохозяйственных угодьях с окультуренной почвой было связано с тем, что в ней отсутствовали или были сильно подавлены настоящие микоризные грибы.
Скорее всего защитная функция складывается у микориз из нескольких слагаемых. Во-первых, мицелиальный чехол, одевающий корешок снаружи, как-никак служит известным механическим барьером, сдерживающим агрессивные устремления патогенных микроорганизмов. Во-вторых, выделяя антибиотики, он еще эффективнее проявляет себя как барьер химический. Надо принять во внимание и то, что микоризные грибы перехватывают поступающие в корень углеводы, лишая пищи своих патогенных конкурентов, и к тому же собственным присутствием побуждают растение-хозяина активизировать способности к самообороне. Предполагают даже, что грибы-симбионты привлекают к борьбе с инфекциями корней полезные микроорганизмы из почвы.
Наконец, в течение последнего десятилетия группа канадских ученых открыла у микоризных грибов способность выделять разные летучие вещества (этанол, изобутанол, ацетон, изоамиловый спирт и др.), аналогичные фитонцидам высших растений. Некоторые из них подавляли развитие других грибов.
Впрочем, судя по ряду обстоятельств, сами микоризные грибы некогда произошли от грибов-паразитов. Разве не говорит об этом агрессивное поведение гриба на первых этапах его знакомства с корнем и защитная реакция со стороны клеток последнего? И так ли уж гладки их последующие отношения? Не случайно Мелин, например, называл микоризу двойным безвредным паразитизмом, а румынский профессор Т. Савулеску в шутку говорил, что симбиоз между грибом и корнем "подобен браку и сводится к взаимной эксплуатации".
Реликтом былого паразитизма гриба можно считать и то, что, защищаясь от него, растение выделяет много дубильных веществ. Такие вещества, как известно, всегда направлены на борьбу с инфекцией. Кроме того, при некоторых условиях, когда саженцы истощены, микоризные грибы могут даже превращаться в паразитов. Молодые деревца гибнут тогда от обезвоживания.
Тот же Мелин первым обнаружил, что у одних и тех же экземпляров растений может быть одновременно оба типа микоризы. Потом двойную микоризу обнаружили у многих хвойных, ивы, тополя, березы, дуба, яблони и т. п. Было замечено, что она свойственна слабым и больным деревьям, а также их молодому подросту. Мелин, изучавший заражение стерильно выращенных саженцев чистыми культурами микоризных грибов, вскоре заметил, что все начинается с эндотрофной стадии. Таким образом, оказалось, что экто- и эндотрофная микоризы — не какие-то взаимоисключающие, раз и навсегда установившиеся типы, свойственные разным растениям, а фазы борьбы между растением и грибом. У большинства растений, особенно травянистых, эта борьба в течение всей их жизни не переступает порога первой фазы: им свойственна эндотрофная микориза. Древесные породы в ходе борьбы берут над грибом известный реванш, вытесняя его из самих клеток корня на периферию. Для них характерна эктотрофная микориза. Смешанная экто-эндотрофная микориза у деревьев свидетельствует о том, что равновесие между симбионтами еще не установилось и перевес остается на стороне гриба.
Эндотрофный тип микоризы дает грибу большие возможности эксплуатации растения. Поскольку только с него и начиналось заражение корней грибом, смена фаз в развитии микоризы лишний раз подтверждает гипотезу о происхождении обоюдополезного симбиоза через начальный паразитизм гриба.
Кому же в этом симбиозе принадлежит больше "прав", кто им "управляет" — гриб или растение?
С чувством удовлетворенной справедливости можно сказать, что основными "рычагами" этого сложного и далеко еще не познанного механизма заведует, по-видимому, высший организм — растение. Как это ни парадоксально, но грибу при всей его инициативности и склонности к наступательным операциям отведена более пассивная роль.
"Рычагами" служат гормоны, ауксины, витамины, аминокислоты, антибиотики — широкий спектр физиологически активных веществ, которыми обмениваются партнеры. На судьбах каждого из них и всей микоризы в целом в немалой степени сказываются также внешние условия, например содержание в почве азота и фосфора, количество света и т. п. О многих причинах образования микоризы мы в лучшем случае можем лишь догадываться. Их продолжают утаивать в своем молчаливом согласии грибы — и растения, прячущие свои корни под землей…
Глава десятая
СИМБИОЗ В ИСТОРИЧЕСКОМ ПОТОКЕ ЖИЗНИ
…Каково бы ни было происхождение этого сложного чувства [симпатии, сочувствия. — В. Н.), оно должно было усилиться путем естественного отбора… В самом деле, те сообщества, которые имели наибольшее число сочувствующих друг другу членов, должны были процветать и оставить после себя большее число потомков.
Вот и завершилось наше воображаемое странствование по удивительному и прекрасному миру, что лежит за "порогом вражды". Многие вещи в нем, возможно, показались вам даже фантастичными, точно в сказке "В Зазеркалье", которую рассказал Льюис Кэррол маленькой Алисе. У нас было время проникнуться оптимистическим и, мы бы сказали (если бы обитатели этого мира были существами разумными и действовали сознательно), гуманным принципом дружеского единения во имя лучшей жизни, господствующим в нем. Мы воочию убедились также, в сколь ошеломляющем множестве вариантов воплощается этот великий принцип в реальной действительности. Теперь нам известно, какие организмы и ради чего объединяются, как живут и передают эстафету дружбы следующим поколениям.
Но человек хочет знать все. Изучив отдельные явления, он стремится их систематизировать, выяснить, сколь часто они встречаются в природе, сделать еще какие-то обобщения и, если это возможно, вывести общие законы и построить теорию. На этом теоретическом этапе познания научные факты переходят во власть логики и философии — всей могучей силы человеческого мышления.
Попытаемся теперь и мы взглянуть на симбиозы не глазами восторженного наблюдателя, а пропустив их через призму трезвого и критического ума, одновременно аналитического и синтезирующего, паряще-абстрактного и прагматически-заземленного и вечно ищущего. Попытаемся уловить в потаенной жизни наших "героев"-симбионтов нечто несравнимо более важное, что могло бы подсказать правильный подход к решению некоторых более общих проблем. Ведь мудрой диалектике познания — видеть в малом великое — людей учит богатейший опыт науки.