Интересные факты и новейшие исследования о грибах потрясающие воображение

Когда мы представляем себе гриб, воображение рисует знакомый образ: шляпка на ножке, аккуратно выглядывающая из лесной подстилки. Однако это лишь «поверхностный взгляд», ведь «грибы», за которыми охотятся любители лесных лакомств, представляют собой лишь «вершину айсберга»: по сути дела это всего лишь плоды, аналогичные, скажем, яблокам. Настоящий же «гриб» скрыт под землёй — это мицелий, сеть тончайших нитей, опутывающих почву на километры. В одном кубическом дюйме почвы (около 16 кубических сантиметров) может находиться больше 13 км (!) таких «паутинок», образующих интеллектуальную систему, сравнимую с нейронными сетями.

Но и это еще не все чудеса, связанные с грибами. Возможно, они — если говорить о мицелии, который и представляет собой их «мозг» и «центр управления» — бессмертны, или по крайней мере могут жить тысячелетиями без каких-либо признаков старения. Некоторые ученые придерживаются именно такого мнения. В частности, известно, что мицелий в районе горной цепи Голубые горы в американском Орегоне, охватывающий 9 км² — это все один и тот же «гриб», что делает его крупнейшим живым организмом на планете. Он действует как единый организм: участки, богатые ресурсами, «кормят» слабые, а при угрозе гибели (пожар, засуха) мицелий выпускает грибы на периферии, чтобы спасти гены.

Удивительно, но ученые ежегодно продолжают открывать новые виды грибов — в среднем до 2 тысяч не описанных ранее видов за год. Доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой микологии и альгологии биологического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова Александр Васильевич Кураков считает, что «на текущий момент в науке описано около 5% от того богатейшего разнообразия грибов, что потенциально существует на планете Земля. Мы знаем лишь около 140 тыс. видов, а по прогнозам их более 5 млн или даже больше».

Одной из причин того, что людям до сих пор так мало известно о грибах, является как раз то, что они обычно скрыты от глаз и развиваются в почве в форме микроскопических объектов. Более того, около 90% видов грибов и вовсе не образуют плодовые тела, то есть НИКОГДА не прорастают наружу в виде привычного гриба со шляпкой — это так называемые микроскопические грибы, которые можно увидеть только под микроскопом.

Впрочем, независимо от того, образует ли гриб плодовое тело, все их виды совершенно незаменимы для круговорота материи и энергии в живой природе. Их роль огромна и переоценить ее невозможно, ведь именно грибы-сапротрофы разрушают мертвую органику, перерабатывая ее вплоть до углекислоты и минеральных веществ, которые затем возвращаются в воздух и в почву. Грибы — это ключевые организмы, способные разрушать лигнин древесины.

«Мы выдыхаем углекислый газ — и мицелий тоже. Он вдыхает кислород, как и мы. По сути, это вынесенные наружу желудки и лёгкие»Пол Стемец, миколог, выступление на конференции TED, 2008

Без грибов вся планета покрылась бы неразлагаемым слоем перегноя, в котором бы быстро расплодились различные болезнетворные бактерии. Неудивительно, что именно в грибах зачастую находят вещества, способные бороться с самыми страшными болезнями. Более того, некоторые виды грибов могут даже поглощать радиацию — этот аспект изучается учеными на примере Чернобыля.

Что еще они умеют? В действительности эти организмы во многих аспектах ставят под сомнение наши представления о пределах жизни. Современная наука только начинает раскрывать потенциал грибов: они обладают памятью, умеют проектировать оптимальные маршруты, управляют поведением насекомых, разлагают пластик и лечат болезни. Но как существа без мозга достигают такой сложности? Возможно, ответ кроется в их коллективном «разуме», сформированном за миллионы лет эволюции. Приоткроем окно в таинственный мир грибов…

Грибы — растения или животные?

Грибы веками ставили учёных в тупик. Карл Линней, заложивший в XVIII веке основы научной классификации живой природы, отнёс их к растениям — ведь они не двигались, не имели органов чувств и, подобно деревьям, «прорастали» из земли. Но чем глубже наука изучала эти организмы, тем больше находила парадоксов. Оказалось, грибы — не растения и не животные, а уникальное царство, сочетающее черты обоих миров.

Биохимия: между фауной и флорой

С животными грибы роднит отсутствие хлорофилла: они не способны к фотосинтезу и питаются готовой органикой. Углеводы запасают в форме гликогена, как мыши или люди, а не крахмала, как растения. Даже мочевина — конечный продукт их азотного обмена — совпадает с тем, что выделяют млекопитающие. Клеточная стенка грибов состоит из хитина — того же материала, что покрывает панцири насекомых. А вот растения укрепляют клеточные стенки целлюлозой — так что по этому признаку грибы ближе к муравьям, чем к деревьям.

Но и с флорой у грибов есть общие черты: они неподвижны (за редким исключением), размножаются спорами и имеют клеточную стенку. Исключение — слизевики: они умеют «ползать» по гнилым пням и лесной подстилке со скоростью 0,1–0,4 мм в минуту. Но к настоящим грибам их не относят: это особая группа — грибоподобные организмы, их тоже изучают микологи.

Эволюционная головоломка

Филогенетический анализ раскрыл ещё больше сюрпризов. Зооспоры грибов — подвижные клетки, участвующие в размножении, — имеют один гладкий жгутик, как сперматозоиды животных. Это открытие, наряду с биохимическими признаками, доказало: эволюционно грибы ближе к человеку, чем к дубу или сосне. Однако их морфология — например, ветвящиеся гифы мицелия — всё же напоминает растительные структуры.

Могут ли грибы «чувствовать»?

Грибы лишены нервной системы, но их мицелий умеет «считывать» окружающую среду. Встречая питательные вещества, например сахара, гифы начинают активно расти в их направлении. Токсичные соединения, напротив, заставляют мицелий огибать опасные зоны. Этот механизм работает благодаря рецепторам, которые анализируют химический состав почвы. Учёные сравнивают такие реакции с примитивным аналогом «памяти»: грибница буквально проектирует маршруты, словно решая головоломку.

Но говорить о сознании или боли здесь не приходится. Когда грибник срезает плодовое тело, мицелий лишь запускает регенерацию повреждённых гиф, чтобы остановить потерю цитоплазмы. Ни страха, ни страданий — только биохимическая реакция, отработанная за миллионы лет эволюции.

Как грибы «обрели независимость»

Сегодня микологам известно более 100 тысяч видов грибов, и каждый год открываются новые. Их уникальность заставила науку пересмотреть границы царств: в 1960-х грибы окончательно выделили в отдельную категорию. Некоторые исследователи называют грибы мостом между растениями и животными — и, возможно, ключом к пониманию того, как жизнь разделилась на флору и фауну.

Так что в следующий раз, собирая лисички или подосиновики, помните: под вашими ногами скрывается не просто сеть нитей, а древний «суперорганизм», который миллионы лет назад выбрал свой, третий путь эволюции.

Удивительные свойства грибов — что они умеют?

Грибы — это целая вселенная, спрятанная под ногами. Они создают лекарства, взламывают асфальт, превращают насекомых в марионеток и проектируют маршруты точнее инженеров. Но как существа без нервной системы и глаз достигли таких эволюционных высот? Возможно, ответ кроется в их коллективном «разуме».

1. Лабиринты, карты и «грибной интернет»: интеллект без мозга

Грибы не только лишены мозга — они бросают вызов нашим представлениям о разуме. В 2000 году японский учёный Тосиюки Накагаки провёл эксперимент, который удивил учёных.

Работал он не с грибом, а со слизевиком Physarum polycephalum — грибоподобным организмом, тело которого (плазмодий) представляет собой одну огромную клетку с множеством ядер. Кусочки плазмодия разложили по лабиринту, вырезанному из плёнки на слое агара, и они срослись в единый организм, заполнивший все ходы. На входе и на выходе положили кусочки агара с молотыми овсяными хлопьями. Через четыре часа отростки в тупиках начали усыхать, а ещё через четыре от всей сети осталась одна толстая «трубка», протянувшаяся между кормушками по кратчайшему пути. Там, где один путь был на 22% короче другого, слизевик всякий раз выбирал короткий.

Позже выяснилось, что у слизевика есть и подобие памяти. В 2008 году Накагаки с коллегами трижды через равные промежутки времени делали воздух вокруг него прохладнее и суше — и каждый раз слизевик замедлял движение. А потом он замедлялся сам — в тот момент, когда должно было наступить очередное похолодание, хотя его уже не было. То есть он не просто реагирует, но и «предвосхищает» события.

«Большинство людей не обращает на слизевиков никакого внимания. Но в принципе то, как они решают задачи, может сильно повлиять на устройство созданных человеком систем, таких как транспортные или коммуникационные сети»Тосиюки Накагаки, Times Higher Education, 2004

Аналогии с технологиями возникают и при изучении мицелия. Миколог Пол Стемец сравнивает его с интернетом: сеть гиф ветвится, обходит повреждения и передает информацию без центрального «сервера».

«В одном кубическом дюйме почвы может быть больше восьми миль этих клеток. Моя ступня сейчас покрывает примерно 300 миль [около 480 км] мицелия… Ещё в начале 1990-х я предположил, что мицелий — это природный интернет Земли. Он сильно ветвится, и если одна ветвь повреждена, то очень быстро, благодаря узлам пересечения, находятся обходные пути для питательных веществ и информации»Пол Стемец, миколог, выступление на конференции TED, 2008

Сегодня ученые выдвигают революционную гипотезу: мицелиальные сети — это не просто транспортные магистрали для питательных веществ, а сложная когнитивная система, способная к самообучению. Такие сети учёные иногда называют wood-wide web («всемирная древесная паутина»). При ближайшем рассмотрении их структура обнаруживает поразительное сходство с цифровыми коммуникациями. Как и интернет, мицелий образует децентрализованную паутину связей, где повреждённый участок мгновенно компенсируется альтернативными маршрутами. «Хабовые» узлы в ключевых точках сети, подобно серверам, получают усиленное питание за счёт периферийных зон, постепенно увеличивая свою пропускную способность. Эта живая архитектура, где ресурсы динамически перераспределяются в зависимости от «трафика», оказалась удивительно похожей на виртуальные сети, созданные людьми десятилетиями позже.

2. Загадочная энергия: что измеряют калории и почему это не работает

Грибы — мастера энергетических парадоксов. Они взламывают асфальт, светятся в темноте и за несколько недель перерабатывают нефтеотходы, но при этом содержат мизерное количество калорий. Как это возможно?

Американский писатель и журналист Майкл Поллан в книге «Дилемма всеядного» обращает внимание на эту странность: калории, по сути, измеряют солнечную энергию, запасённую растениями, а грибы с солнцем почти не связаны — в них много витаминов, но очень мало калорий. Грибы растут в темноте, питаются мертвой органикой и выделяют ферменты, разлагая ее вне своего тела.

Грибы, как и животные, обладают уникальной системой питания, но их «пищеварение» происходит за пределами организма. Выделяя мощные ферменты, они буквально растворяют органику вокруг себя, превращая её в «питательный бульон» из простых молекул, который затем поглощают. Если представить почву гигантским пищеварительным трактом планеты, то мицелий выступает в роли универсального ферментного комплекса — природного биореактора, расщепляющего всё от опавших листьев до древесины. Без этого титанического труда по утилизации органики Земля давно превратилась бы в безжизненную свалку, задыхающуюся под грузом неразложившихся останков.

Но если не калории, то — что? Сила грибов — это химия. Грибы производят вещества, которые даже в микродозах меняют сознание (как псилоцибин), смертельно ядовиты (как бледная поганка) или помогают в профилактике опухолей (как чага). А энергию для роста они, как и животные, получают из готовой органики, которую «переваривают» снаружи.

3. Экологи-невидимки: пластик, радиация и нефть как деликатесы

Грибы — главные санитары планеты, но их аппетиты выходят далеко за рамки листьев и пней. И хотя многие грибы содержат токсины, они же способны расщеплять токсичные вещества в почве, превращая их в безвредные элементы. Данный феномен, именуемый микоремедиацией, активно изучается экологами как эффективный метод очистки загрязнённых экосистем.

В 2011 году студенты Йельского университета под руководством профессора Скотта Стробела описали гриб Pestalotiopsis microspora, найденный в эквадорской Амазонии. Оказалось, он способен расти на полиуретане как на единственной пище — причём даже без доступа кислорода.

«В окружающей среде находится огромное количество синтетических пластиков, созданных человеком. 95% организмов, способных разложить этот пластик, составляют именно грибы!»Александр Кураков, миколог, профессор МГУ, «Научная Россия», 2022

Один из ярких примеров применения — открытие миколога-энтузиаста Питера МакКоя, основателя движения Radical Mycology. Он выяснил: обычные вешенки способны перерабатывать сигаретные окурки — самый массовый вид отходов. Мицелий за несколько недель расщепляет ацетат целлюлозы (основу фильтра), структурно схожий с природной целлюлозой, которой питаются грибы. Даже токсичные смолы не препятствуют процессу. По его словам, грибницу можно адаптировать к любому субстрату, если вводить его поэтапно.

Грибы стали ключевым инструментом в борьбе с экологическими катастрофами: их ферменты эффективно разлагают нефть после разливов и нейтрализуют тяжёлые металлы (свинец, ртуть) в почве. Технология микофильтрации использует мицелиальные фильтры, которые монтируют в дренажные системы — они блокируют попадание в водоёмы не только токсичных металлов, но и опасных бактерий, включая кишечную палочку. Такие фильтры уже испытывают на практике: Пол Стемец рассказывал, как мешки с мицелием, уложенные в сток ниже фермы, заметно снизили количество кишечных бактерий в воде.

Но и это еще не все. Есть гипотеза, что некоторые грибы способны использовать радиацию как источник энергии! В 1990-е годы киевские микологи во главе с Нелли Ждановой изучили грибы, поселившиеся внутри объекта «Укрытие» над разрушенным реактором Чернобыльской АЭС. Там нашлось 37 видов, и в самых заражённых местах преобладали тёмные, богатые меланином грибы — например, Cladosporium sphaerospermum. Они не просто выживали в зоне смертельной радиации, но и процветали. Оказалось, их секрет — меланин, тот же пигмент, что защищает кожу человека от ультрафиолета. Возможно, у грибов он работает как «биологическая солнечная панель», превращая энергию излучения в химическую по механизму, напоминающему фотосинтез. В 2007 году группа Екатерины Дадачовой и Артуро Касадевалла (США) показала, что под действием ионизирующего излучения меланин меняет свои свойства, а тёмные грибы растут быстрее. Это явление называют «радиосинтезом», но окончательно оно пока не доказано.

В декабре 2018 года на МКС провели почти месячный эксперимент с Cladosporium sphaerospermum. Под тонким, около 1,7 мм, слоем гриба датчик фиксировал чуть меньше радиации, чем на контрольной половине — разница составила всего несколько процентов. То есть гриб действительно немного ослабил излучение, но сами авторы осторожны: снижение «возможно, связано» с грибной биомассой, а чтобы понять, могут ли такие грибы защищать от радиации, нужны большие исследования (результаты опубликованы в журнале Frontiers in Microbiology в 2022 году). Это открыло перспективу создания «живых щитов» для защиты астронавтов во время полётов к Марсу, где космическая радиация — одна из главных угроз.

По прогнозам, в будущем радиотрофные грибы (поглощающие радиацию) могут стать инструментом экологического спасения в самых разных сферах:

• Очистка зон отчуждения — мицелий способен накапливать радионуклиды, сокращая загрязнение почвы.
• Защита персонала АЭС — разработка биоматериалов на основе грибов для экранирования радиации.
• Медицина — создание препаратов, снижающих побочные эффекты радиотерапии у онкобольных.

Грибы демонстрируют, что природа уже изобрела решения для самых опасных проблем человечества. От ядерных катастроф до покорения космоса — эти организмы доказывают, что будущее биоинженерии может быть буквально под нашими ногами.

4. Грибы-зомбировщики: когда паразит становится режиссёром

Грибы умеют не только кормить и лечить — они превращают насекомых в послушных марионеток. Яркий пример — кордицепс, чьи споры, попав в тело муравья, начинают диктовать ему «правила игры». Заражённое насекомое покидает колонию, находит лист примерно в 25 см над землёй и намертво вцепляется в него челюстями, выбирая идеальные условия для своего хозяина-гриба. После этого кордицепс прорастает сквозь тело муравья, выпуская плодовое тело из его головы. Мёртвый муравей становится коконом для спор, которые затем заражают новых жертв.

Этой стратегии не меньше 48 миллионов лет: в карьере Мессель в Германии нашли окаменевшие листья того времени с характерными шрамами — следами «мёртвой хватки» заражённых муравьёв. По сути грибы превращают муравьев в послушных зомби, берут под контроль их «разум» и движения. Учёные, изучавшие гриб Ophiocordyceps unilateralis (его по старой памяти тоже называют кордицепсом) в тропическом лесу, выяснили: заражённые муравьи-древоточцы погибают на нижней стороне листьев, на северной стороне молодых деревьев — там, где температура и влажность лучше всего подходят грибу. Изнутри гриб быстро заполняет тело муравья и превращает его в «фабрику спор».

Когда исследователи переносили погибших муравьёв выше или ниже этой «зоны», гриб развивался хуже или не развивался вовсе. Их цель — не убийство муравьев, а контроль над ними с целью расселения в подходящих условиях. Довольно сложный процесс, не находите?

5. Аптека под землёй: от пенициллина до новейших лекарств от болезней XXI века

Грибы — древнейшие фармацевты планеты. В 1928 году плесень Penicillium подарила миру пенициллин, спасший миллионы жизней. Но это лишь начало. Из плесневых грибов получены и первые статины — лекарства, снижающие холестерин: японский биохимик Акира Эндо выделил компактин из Penicillium citrinum, а ловастатин нашли в Aspergillus terreus и в грибе Monascus, на котором делают «красный рис». В будущем ученые предполагают использовать грибы для поиска лекарств от рака, а, например, в Японии некоторые их виды уже используются в рамках комплексной поддерживающей терапии соответствующих пациентов. 

«В медицине также популярны шиитаке и щелелистник обыкновенный: эти ксилотрофные грибы активно используются для повышения иммунитета у пациентов, проходящих химиотерапию. В Японии, например, прием препаратов на основе этих грибов прописывается на протяжении всего курса химиотерапии, а также до и после нее ― для восстановления жизненного тонуса. Эффективность химиотерапевтического лечения после приема таких препаратов значительно повышается»Александр Васильевич Кураков, миколог, профессор МГУ, «Научная Россия», 2022

Также перспективными выглядят исследования противораковых свойств гриба чаги, препараты на базе которого также уже применяются в клинической практике, в частности для предотвращения раковых образований в желудочно-кишечном тракте.

Впрочем, ученый предупреждает, что принимать подобные препараты следует только после консультаций с врачами, и признает, что механизм действия грибов в таких случаях не до конца изучен. Существует предположение, что грибные полисахариды определенным образом обволакивают раковые клетки, подавляя их жизнеспособность, однако в этом направлении предстоит еще много научной работы.

Еще один ценный природный «медик» — лиственничная губка, или агарикон (Fomitopsis officinalis). По словам Пола Стемеца, ещё Диоскорид в I веке описывал её как средство от чахотки, а в современных лабораторных опытах её экстракты подавляют возбудителя туберкулёза. Стемец называет агарикон крайне редким: в Северной Америке он растёт лишь в старовозрастных лесах тихоокеанского северо-запада, а в Европе, по его словам, считается исчезнувшим. Впрочем, в Евразии агарикон сохранился: он растёт почти исключительно на лиственницах — в Альпах, Центральной и Восточной Европе, на Урале и в Сибири. 

«Это крайне редкий гриб. У нас есть команда специалистов, и в прошлом году мы двадцать раз выходили в старовозрастный лес. Нашли один образец, который удалось ввести в культуру»Пол Стемец, миколог, выступление на конференции TED, 2008

Грибы производят лекарства не из альтруизма — они живут в «микробных джунглях», где выживает сильнейший. Вещества, которыми они подавляют бактерии, стали основой антибиотиков, а иммунодепрессант циклоспорин, выделенный из Tolypocladium inflatum, позволил успешно проводить операции по пересадке органов.

Пол Стемец не раз предупреждал: вместе со старыми лесами могут исчезнуть и грибы, а с ними — лекарства, которые мы ещё не успели открыть.

«Сохранить геном этих грибов в старовозрастных лесах, я думаю, абсолютно необходимо для здоровья человека»Пол Стемец, миколог, выступление на конференции TED, 2008

Кстати, грибы-целители полезны не только для людей, но и для других экосистем. Сегодня ученые пытаются с помощью грибов решить одну из важнейших экологических проблем Земли XXI века — массовое вымирание пчел. Гибель пчел (которая влечет за собой разрыв процессов опыления, то есть размножения растений) — это катастрофическое последствие сельхозиндустрии с её инсектицидами и вирусными эпидемиями. Подсказку к решению дали сами насекомые: пчёл не раз замечали кормящимися на мицелии грибов. В 2018 году Пол Стемец и его коллеги из Университета штата Вашингтон и Министерства сельского хозяйства США опубликовали результаты опытов: полевые испытания с добавлением экстракта трутовика Ganoderma resinaceum в корм пчёл показали феноменальные результаты: заражение вирусом деформированного крыла сократилось в 79 раз, а вирусом Лейк Синай (LSV) — в 45 000 раз. Это вселяет надежду на создание биозащиты для колоний.

6. Грибы как архитекторы цивилизации: от древних традиций к инновациям будущего

Сложно переоценить вклад грибов в развитие человечества — они стали тихими союзниками нашей цивилизации задолго до появления науки. За сотни лет до того, как Луи Пастер открыл роль дрожжей в брожении, древние народы интуитивно использовали грибы для выживания. Росписи и рельефы египетских гробниц возрастом более 4 тысяч лет запечатлели процесс хлебопечения — а значит, и использование Saccharomyces cerevisiae, «гриба-пекаря». Эти же дрожжи, вместе с Schizosaccharomyces pombe, стали основой пивоварения и виноделия, технологий, которые не только спасали от жажды, но и формировали культурные традиции — от медовухи славян до саке Японии.

Современные технологии раскрывают потенциал грибов в неожиданных сферах. Например, из гриба Fusarium venenatum получают микопротеин — белковую основу заменителей мяса. В сыроварении без Penicillium roqueforti не существовало бы голубых сыров, а плесневые грибы участвуют в созревании копчёных и сыровяленых колбас.

Однако грибы — не только кулинарные мастера. Они создали фундамент для современной фармацевтики (пенициллин, стероидные препараты) и сделали возможным сельское хозяйство как таковое. Без перерабатывающих органику грибов, которые затем возвращают в почву азот и минералы, последнее было бы в принципе невозможным.

Новейшие исследования открывают и принципиально новые способы использования грибов на стыке биотехнологий, робототехники и новых экологичных биоматериалов.

В 2024 году учёные из Корнеллского университета (США) превратили мицелий вёшенки степной (Pleurotus eryngii) в «мозг» для роботов. Оказалось, гриб генерирует электрические импульсы под воздействием ультрафиолета, аналогично нейронам человека. Существует даже гипотеза, что эти импульсы формируют подобие «речи», но важнее другое: мицелий вёшенки демонстрирует стабильную реакцию на свет благодаря белку WC-1, что позволяет использовать его как биосенсор: под ультрафиолетом роботы ускорялись и уходили от источника света. В экспериментах сигналы гриба преобразовывались в движения роботов, открывая путь к созданию автономных систем, управляемых живыми организмами — так называемых биогибридных роботов. Этот эксперимент показал: грибы могут стать основой для адаптивных технологий, особенно в условиях, где традиционная электроника уязвима — например, в космосе.

Мицелий рассматривают как возможный материал для строительства баз на Марсе: лёгкие, радиационно-устойчивые грибные структуры могут «выращивать» жилые модули прямо на Красной планете и при этом защищать людей от радиации.

Кроме того, грибы уже меняют другие сферы: из их мицелия создают биоразлагаемые материалы, заменяющие пластик, а их ферменты используют в медицине и переработке отходов. Таким образом, грибы — не просто часть биосферы, а живые «биотехнологии», которые питают, лечат и одевают человечество. От глиняных печей неолита до биолабораторий XXI века — они остаются незаменимыми партнёрами в нашем эволюционном путешествии, готовыми принять новые вызовы — от экологических катастроф до покорения космоса.

Читайте продолжение в ЧАСТИ II — почему во всех культурах мира появление грибов связывали с громом? Как грибные «ведьмины круги» на Руси были связаны с поисками кладов? Что за способ сухого соления практиковали наши предки и какими грибными блюдами они особенно поражали иностранцев? Какие грибы выращивают сегодня в России в промышленных масштабах и какие новейшие открытия сделаны российскими микологами за последние годы?