Чудо-грибы, которые могут расти под водой
Каждое лето любители «тихой охоты» с нетерпением ждут сезона, чтобы отправится в лес за грибами. Грибники привыкли собирать дары леса на полянках, под деревьями и кустарниками. При этом немногие знают, что существуют и такие разновидности одноногих живых организмов в шляпках, которые размножаются и прекрасно себя чувствуют в воде.
В 2006 году на американских территориях был обнаружен гриб, чье тело и споры находились под водой.
Необычный экземпляр распространен в верховьях реки Рог в Орегоне. Он вырастает на глубине в местах быстрого течения. Psathyrella aquatica является официально первым уникальным представителем своего царства, обитающим в водных просторах. До этого времени пластинчатых представителей считали исключительно сухопутными жителями.
Микологи утверждают, что грибы активно произрастают не только в пресных водоемах, но и на морских глубинах. Грибы активно участвуют в круговороте веществ и природных цепочках. Некоторые экземпляры просто невозможно увидеть невооруженным взглядом. Существуют даже эндемичные виды, которые распространены только в Мертвом море и больше нигде не встречаются. Малоизученная сфера глубинной жизни ежегодно преподносит нам новые удивительные открытия и подводные грибы — одно из таких.
Обнаруженные в подземном мире океана уникальные представители царства грибов заставляют научных сотрудников пересмотреть свои взгляды на их эволюцию. Ученые считают, что даже в базальтовом слое земной коры присутствуют не только такие живые организмы, как вирусы и бактерии, но и грибы.
Естественно они не выглядят так, как мы привыкли их видеть в лесу, — крепыши в шляпках. Подводные обитатели часто похожи больше на водоросли или вовсе состоят из одной незаметной глазу клетки. Ученые всего мира еще только начинают изучать этих необыкновенных соседей, живущих рядом с нами повсюду.
Источник
Единственные в мире «подводные» пластинчатые грибы – какие они и где растут?
Сегодня ученым известно лишь одно место, где можно встретить единственные в мире растущие под водой пластинчатые грибы. Такие грибы, Psathyrella aquatica, принадлежат к наиболее известной группе грибов, которые собирает человек.
Psathyrella aquatica произрастают только в верхнем течении реки Рог в американском штате Орегон. Там их плодовые тела появляются на глубине полметра под водой, обычно в местах с очень быстрым течением. Пластинки на нижней стороне их шляпок образуют споры, которые впоследствии разносятся течением, давая жизнь новым водным грибам.
Как правило, Psathyrella aquatica прикрепляются к частицам ила, древесины или гравия, оставшимся под водой. А рядом с ними очень часто можно встретить колонии водного мха Scleropodium obtusifolium и сине-зелёные водоросли.
Впервые эти необычные грибы были обнаружены в 2005 году, а описаны лишь в 2010 году.
Узнайте, почему ускоряется шестое массовое вымирание, протекающее прямо сейчас.
Квадрокоптер, iPhone 13 Pro Max и другие призы ждут: участвуйте в фотоконкурсе «Широка моя страна»
Три космостанции переработанных отходов и другие причины выбрать товары с экомаркировкой
Источник
Пластинчатый гриб-подводник
На фото — плодовое тело гриба под названием хруплянка водная (Psathyrella aquatica). Обычно пластинчатые грибы растут на земле и в воду попадают только по случайности. Но не в этом случае: Psathyrella aquatica — первый представитель пластинчатых базидиомицетов, описанный как истинно водный. Он обитает только в холодной и быстроводной реке Рог в штате Орегон (США).
В 2005 году гидролог Роберт Коффан из Университета Южного Орегона во время семейного отдыха на реке Рог случайно обратил внимание на небольшие (не выше 10 см) коричневые грибы, растущие прямо под водой. Они заинтересовали Коффана, и он обратился к микологам из своего университета с просьбой опознать интересную находку. Сперва микологи уверенно ответили, что пластинчатые грибы никогда не растут под водой, и это просто случайность. Однако позже всё же решили детальнее изучить собранные образцы. Дело осложнялось тем, что найденный гриб относится к очень большому роду хруплянка (Psathyrella), который только в Северной Америке насчитывает более 400 видов. Тщательные морфологические и молекулярные исследования в конечном итоге показали, что ученые имеют дело с новым для науки видом, который и был описан под названием Psathyrella aquatica.
В воде (пресной и морской) могут обитать оомицеты, хитридиомицеты, аскомицеты и базидиомицеты в бесполой стадии. Некоторые грибы формируют плодовые тела на погруженной в воду древесине: это аскомицеты (например, Vibrissea truncorum и Cudoniella clavus) и базидиомицеты с мелкими чашевидными, замкнутыми или сферическими плодовыми телами или гладким, а не пластинчатым гименофором (Gloiocephala aquatica). Однако пластинчатые базидиомицеты всегда считались исключительно наземными грибами.
Водные виды аскомицетов. Слева — Vibrissea truncorum, фото с сайта fotocommunity.de. Справа — Cudoniella clavus, фото © Malcolm Storey с сайта discoverlife.org
До сих пор единственное известное местообитание хруплянки водной — верхнее течение реки Рог в штате Орегон. Гриб растет на глубине около полуметра на затопленной древесине, гравии и илистом дне реки, часто в сообществе с водным мхом Scleropodium obtusifolium, а также с цианобактериями из рода анабена (Anabaena), которые за счет гетероцист умеют фиксировать азот, что может быть полезно и грибу.
Плодовые тела хруплянки водной под водой. Слева — фото с сайта fishbio.com, справа — с сайта inaturalist.org
Река Рог отличается бурным нравом и известна среди местных любителей водного туризма. На ней множество порогов, а вода чистая, насыщенная кислородом и очень холодная: во время сбора образцов грибов учеными в июле–октябре 2005–2008 годов температура воды не превышала 7–13,1°C. Хруплянка водная активно растет и плодоносит при таких температурах, то есть это психрофильный гриб.
Река Рог в штате Орегон — единственное известное местообитание хруплянки водной. Фото с сайта en.wikipedia.org
Интересно, что базидиоспоры (споры полового размножения) гриба, образующиеся на пластинках шляпки, относятся к баллистоспорам, то есть приспособлены к активному отбрасыванию. Однако такая стратегия распространения потомства характерна для наземных грибов, что, по мнению авторов описания хруплянки водной, наряду с наличием пластинок (они изначально адаптированы к наземным условиям, как и баллистоспоры), говорит о недавней эволюционной адаптации к водным условиям обитания.
Наличие баллистоспор создает проблему для гриба — как высвобождать споры в непривычных условиях, будучи полностью окруженным водой? Тут на помощь, по-видимому, приходит одна интересная особенность. Большинство плодовых тел хруплянки водной покрыты мелкими пузырьками воздуха, которые могут собираться в большой пузырь под шляпкой гриба. Таким образом, создается локальная воздушная атмосфера, в которой базидиоспоры могут отстреливаться привычным образом, и собираться в нижней части пузыря на границе раздела фаз.
Как же гриб распространяет свои споры в реке с бурным течением, и почему они не смываются в Тихий океан? Однозначного ответа пока нет, есть два предположения. Во-первых, базидиоспоры активно налипают на пластинки и ножки гриба, а само плодовое тело разрушается достаточно медленно. Из-за этого полуразложившиеся шляпки и ножки долго остаются на одном месте и гриб может повторно заселить подходящий субстрат. Во-вторых, в распространении спор могут быть задействованы водные беспозвоночные, которые могут перемещаться даже вверх по течению. Доводом в пользу второго предположения служит то, что в кишечнике личинок ручейников, поденок, и мошек, собранных с поверхности плодовых тел хруплянки, были обнаружены споры, идентичные спорам гриба, а значит, они питались им. Более того, ученые предполагают, что рыбы и птицы, съевшие таких беспозвоночных, могут разносить споры еще на большие расстояния, чем сами беспозвоночные. Пройдя через пищеварительный тракт и выйдя наружу с экскрементами, споры прорастают на новом месте.
Слева — личинка мошки на поверхности ножки хруплянки водной, справа — ручейник на ножке гриба. Фото © Jonathan Frank из статьи J. L. Frank, 2013. Underwater spore dispersal: a preliminary report of aquatic invertebrates associated with Psathyrella aquatica
Хруплянка водная остается очень слабо изученным видом грибов, который еще может принести интересные открытия.
Источник
The Batrachospermum Magazine
Научно-развлекательный журнал Батрахоспермум (официальный сайт)
О грибах морских и грибах глубинных
Большинство людей – и это касается в том числе заслуженных биологов и профессоров – ничего не слышали о морских грибах. Тем не менее грибы живут в морях так же, как и везде, причем в невообразимом количестве. Там они участвуют в круговороте веществ и в пищевых природных сетях столь же эффективно, как и на суше. Существуют облигатные морские грибы, которые растут и размножаются только в море, и факультативные морские грибы, которые помимо моря могут осваивать и другие среды обитания. Понятно, что нельзя представлять себе морские грибы просто как водные эквиваленты белых грибов, грибов-зонтиков или лисичек. Рассмотреть эти мельчайшие организмы можно только под микроскопом, да и удастся это лишь специалисту, вооруженному знаниями о том, где и как искать морские грибы. В отличие от самих морских грибов, такие специалисты встречаются исключительно редко.
Вы читаете отрывок из книги австрийского биолога и журналиста Роберта Хофрихтера «Таинственная жизнь грибов», любезно предоставленный издательством «КоЛибри» («Азбука-Аттикус») специально для нашего журнальчика. Публикуется в слегка отредактированном виде. Фото: Achív Roberta Hofrichtera.
Мертвое море, поверхность которого располагается на 430 метров ниже уровня Мирового океана, не является морем в буквальном смысле этого слова, на самом деле это внутренний соленый водоем. Этот водоем может помочь нам понять, в каких экстремальных условиях, по крайней мере временно, могут существовать грибы. Даже из его вод были выделены такие виды, как Gymnascella marismortui, и можно лишь удивляться тому, как они могут жить в среде с такой невероятной соленостью, в среде, «более непригодной для жизни». Дело в том, что содержание соли в Мертвом море достигает 34% – то есть оно в десять раз больше, чем в обычной морской воде, а pH составляет 6,0. Упомянутый род Gymnascella эндемичен для Мертвого моря и предположительно нигде больше не встречается.
Между тем из экосистемы «Мертвое море» к настоящему времени выделено уже более 70 видов грибов, что делает древнее название водоема весьма относительным. Давно известно, что происходящее время от времени «цветение» в водах моря вызывается одноклеточными зелеными водорослями (род Dunaliella) и окрашенными в красный цвет археями. Такие цветения имели место в 1980 и 1992 годах, но в то время никто не знал, что в них принимали активное участие 70 видов оомицетов (царство Chromista), мукоромикотин, аскомицетов и базидиомицетов. В ложно называемом мертвым море были обнаружены следующие виды грибов: Aspergillus terreus, Penicillium westlingii, Cladosporium cladosporioides, Eurotium herbariorum и многие другие. Чем меньше концентрация соли в воде, например в местах ограниченного притока, тем легче выживать грибам и тем дольше они живут. Но даже в чистой воде Мертвого моря некоторым видам удается выживать до восьми недель!
Только на рубеже третьего тысячелетия в солеварнях – предприятиях, где выпаривают морскую воду и добывают соль, – были открыты такие грибы, как Debaryomyces hansenii, Hortaea werneckii и Wallemia ichthyophaga, а также грибы хорошо известных родов Cladosporium, Penicillium и Aspergillus, которые, как выяснилось, тоже могут переносить условия концентрированного солевого раствора. До самого недавнего времени господствовало мнение о том, что только прокариоты (бактерии и археи) могут справляться с таким содержанием соли и настолько высоким осмотическим давлением. Рекордсменом выживания в средах с высоким осмотическим давлением, согласно современным данным, считается базидиомицет Wallemia ichthyophaga, который хорошо чувствует себя при концентрации соли начиная с 15% и выше. Благодаря этому свойству данный гриб играет важную роль в биологических исследованиях как модельный организм.
Базидиомицет Wallemia ichthyophaga в солевом растворе с концентрацией 15% (слева) и 25% (справа) на твердой (вверху) и в жидкой (внизу) питательной среде. Фото: Kunčic уе al., 2010.
Все больше обращают внимание на грибы ученые, которые занимаются столь важными для экологии морскими водорослями: бурые, красные и зеленые водоросли – главные первичные продуценты морских экосистем. Дело в том, что до недавнего времени не было известно, что крупные водоросли содержат грибы в качестве эндосимбионтов. Хотя исследования в этой области только начались, уже сейчас ясно, что здесь кроются огромные возможности, ибо грибы служат своим партнерам, среди прочего, тем, что продуцируют подавляющие опухолевый рост антибактериальные, противогрибковые, противоличиночные, антиоксидантные и другие биологически активные вещества. В Южной Индии в одной бурой водоросли, Sargassum wightii, обнаружили гриб из рода Fusarium, который продуцирует метаболит, подавляющий жизнедеятельность циркулирующего в крови больных малярией микроорганизма Plasmodium falciparum. Помимо этого, из морских водорослей были выделены и другие грибы-симбионты.
Не менее значима роль грибов в жизни красивых и богатых видами коралловых рифов. Здесь грибы выступают в нескольких ролях: как эндобионты, патогенные для кораллов, как часть эндолитионов (организмов, живущих в известковых отложениях) и как сапрофиты, существующие за счет отмерших органических тканей. Хотя эндолитические грибы были описаны еще в 1973 году, их значение для экосистем рифов начинает полностью открываться нам только теперь. Грибы рифов играют важную роль во всех мыслимых симбиотических и паразитических взаимовлияниях. Уже в течение нескольких десятилетий известно заболевание кораллов, при котором каменистые кораллы, образующие остов рифа, приобретают белый цвет. Это большая проблема для охраны морской экологии, однако такой неприятный феномен связан не только с повышением температуры воды. Когда у кораллов ослабляется иммунитет – обычно под влиянием рукотворных изменений окружающей среды, их атакуют многочисленные патогены, к числу которых принадлежат и микроскопические грибы.
Многие ученые сегодня считают, что грибы изначально появились в море, но среди них надо различать первично морские и вторично морские виды. Первые в ходе эволюции не покидали морскую среду, в то время как вторые вышли из моря на сушу, но потом снова вернулись в море. Такие превращения претерпевали в ходе естественной истории не одни только грибы. В качестве примера можно привести некоторых черепах, которые в ходе эволюции неоднократно мигрировали с суши в море и обратно.
Размеры клеток морских грибов варьируют от 2 до 200 микрометров; редко формируются плодовые тела и продолговатые многоклеточные гифы длиной несколько миллиметров. Структуры водных грибов значительно меньше, чем аналогичные структуры их наземных родственников, но впечатляет не их физический размер, а значимость для экосистем, которая не уступает значимости земных грибов. Плотность встречающихся в море грибов или их стадий достигает весьма больших величин – от двух до многих сотен тысяч организмов на один литр морской воды или донных отложений.
Пластинчатый базидиомицет Psathyrella aquatica стал первым известным науке грибом, который образует в воде плодовые тела и спороносит. Он живет на полуметровой глубине в верхнем течении реки Рог в штате Орегон (США). Не морской, конечно, но очень даже водный. Гриб был обнаружен в 2005 году, а в 2010 году получил научное описание. Фото: Robert Coffan.
Тернист, однако, был путь ученых, которые решили добывать знания о морских грибах, так как большинство их коллег считало морские грибы порождениями буйной фантазии. Первопроходцы морской микологии должны были для начала убедить коллег из своего окружения в справедливости своих утверждений.
В немецкоязычных странах первым ученым в этой области стал Карстен Шауманн, который в 1969 году, будучи уже дипломированным биологом, сообщил о «высших морских грибах, обитающих на древесных субстратах острова Гельголанд в Северном море». Обсуждение его работы внутри научного сообщества стало, по его признанию, самым трудным этапом исследования. «Так как на эту тему в то время не существовало публикаций других авторов, – писал Шауманн, – то сравнить мою статью было не с чем, а значит, не было критериев для конструктивной критики». В своей работе Шауманн гордо представил 26 видов высших морских грибов, из которых, за немногими исключениями, все были новыми. Среди них было 18 аскомицетов и 8 дейтеромицетов. Очень скоро были описаны 450 видов морских грибов, из них, в частности, 7 родов и 10 видов базидиомицетов, а также 177 родов и 360 видов аскомицетов. По состоянию на 2016 год обнаружено 1370 видов морских грибов, из них 979 аскомицетов, 56 базидиомицетов, 40 хитридиомицетов и других не определенных пока таксонов.
О том, какие тайны в этой связи все еще ждут открытия, регулярно сообщает Магнус Иварссон, работающий в Шведском музее естественной истории в Стокгольме. Ученым, исследующим буровые керны, добытые из морского дна возле Гавайских островов, удалось обнаружить микроскопические окаменелости нитчатых организмов, которые они приняли за бактерии: «В конце концов дошли до базальтового основания, откуда были взяты пробы – с глубины от 150 до 900 метров ниже уровня дна. Теперь, исследовав эти ископаемые остатки с помощью синхротронной томографии и специального окрашивания, мы пришли к выводу, что это не бактерии, а, скорее всего, грибы».
Если уж лес с его грибами навевает мистическое настроение, то что можно сказать о так называемой глубинной биосфере, которую исследует Иварссон? Глубинная биосфера – это обширная, но совершенно неизученная биосфера земной коры. До середины XIX века даже самые передовые ученые на основании «азойской теории» считали океанские глубины безжизненными. Согласно этой теории, в таком холодном глубинном регионе при высоком давлении и полном отсутствии света не может существовать ничто живое. Однако теперь известно, что в верхних слоях отложений океанского дна жизнь существует. Но еще удивительнее то, что она существует в форме эндолитических микроорганизмов, обитающих в граните или даже в базальте морских глубин. Эта жизнь глубинной биосферы представлена главным образом бактериями, археями и вирусами. И, как мы сегодня уже знаем, грибами.
Магнус Иварссон поясняет: «Мы считаем, что морские грибы обитают не только в толще воды и на морском дне, где они составляют нормальную и важную часть морских экосистем. Исследования ДНК показывают, что грибы могут быть наиболее часто встречающимися одноклеточными организмами морского дна. На основании наших исследований мы полагаем, что грибы распространены и в базальтовых породах. Таким образом, грибы, возможно, являются частью глубинной биосферы, и эти экосистемы намного сложнее, чем думали раньше. Там, внизу, живут не только бактерии и археи».
Колония прокариот и грибов на базальте с глубины 67,5 метра ниже океанского дна у подводной горы Коко, Гавайский хребет: ba – базальт, ca – кальцит, my – грибной мицелий, hy – грибные гифы, cw – хитросплетения. Фото: Bengtson et al., 2014.
Новые открытия позволили нам заглянуть в преисподнюю. Жизненное пространство простирается на километр вглубь земной коры, о чем мы до недавнего времени не имели ни малейшего представления. Здесь живут термофильные археи при максимальной температуре свыше 110 °C. Только на глубинах от пяти километров в океанической земной коре и от десяти километров в континентальной коре жизни гарантированно не существует. Однако где-то проходит граница биосферы. В этом мрачном подземном мире, по некоторым оценкам, сосредоточено от 30 до 50% всей биомассы планеты.
Нам почему-то легче представить себе, что архаичные прокариоты, лишенные клеточного ядра, то есть бактерии и археи, только и могут выжить в преисподней подземного мира, ибо они были первопроходцами жизни на этой планете, когда Земля выглядела совсем иначе. Но грибы – сложные эукариоты, живые существа с клеточным ядром, и мы уже много раз слышали о том, что они ближе к животным, нежели к растениям.
Новые сведения ошеломляют: не только подземный мир лесов полон грибов, но и подземный мир океанов. Как показывают буровые керны, они жили миллионы и миллионы лет назад в заполненных известью трещинах в вулканическом базальте вблизи от источников гидротермальной активности. Теперь мы пытаемся найти больше живых представителей таких грибов. О том, что грибы существуют по меньшей мере вблизи от гидротермальных источников морского дна, известно давно. И то, что в экстремальных условиях обнаружились различные представители хитридиомицетов и другие их первозданные древнейшие родственники, уже не удивляет. Эти открытия могут пролить свет на раннюю эволюцию грибов и углубить наши знания об экологических и физиологических приемах, с помощью которых выживают эти экстремофильные эукариоты.
Источник
