Заповедная наука - микология

14 Февраля 2022
Поделиться:

Автор статьи: кандидат биологических наук,
ведущий научный сотрудник
ФГБУ «Национальный парк «Кисловодский»
Ярыльченко Татьяна Николаевна

Автор фотографий: В.В. Юферева
Все фотографии сделаны на территории национального парка "Кисловодский"

фото Т.Н..jpg

Микология (от др.-греч. μύκης — гриб и λόγος — наука, учение) – наука о грибах и грибоподобных организмах. За лаконичностью и кажущейся простотой этой формулировки кроется поистине необъятная область исследований с широкими возможностями применения в различных сферах жизни человека. Никаких преувеличений! Такой масштаб обеспечивают сами объекты изучения. Подберезовики, подосиновики, маслята, шампиньоны, опята, грузди, рыжики, сыроежки… Эти виды, хорошо знакомые многим любителям «тихой охоты», - буквально песчинка в невероятном разнообразии удивительной группы живых организмов, включающем 70-120 000 видов (а по оценкам ряда современных исследований оно может быть в десятки раз выше и составлять около 1,5 миллионов видов). Круг вопросов, стоящий перед учеными-микологами, тоже близится к этому шестизначному значению. Он включает не только узко специальные, но даже и фундаментальные аспекты – в настоящее время нет единой общепринятой классификации грибов и грибоподобных организмов. Поиск решения этой непростой научной задачи идет уже не первое столетие. Так, выдающийся естествоиспытатель и натуралист Карл Линней (1707-1778; швед. Carl Linnaeus, Carl Linné, лат. Carolus Linnaeus) в 1735 г. в своем труде «Система природа» («Systema naturae») даже дав описание 95 видов грибов, затруднился их квалифицировать, определив выделенную им группу как хаос и сделав общий вывод, что «порядок грибов хаос есть...». Причина такого разнообразия научных взглядов ученых разных эпох - исключительная необычность объектов изучения.

подосиновик красный.jpgЭтот гриб называют подосиновиком красным, или обыкновенным, или кроваво-красным, среди популярных народных встречаются и такие – красюк, красник, или просто осиновик. Принадлежит к роду обабок семейства болетовых.

Систематика подосиновика красного недостаточно хорошо изучена. Микологи, изучающие микоризные разновидности подосиновика, традиционно относят его к виду Leccinum aurantiacum (Bull.) Gray, 1821 и считают характерным признаком принадлежности плодовых тел грибов к этому виду – появление в клетках гифов гриба под действием реагента Мельцера определенных пигментных глобул (шарики до 5 мм в диаметре).  Есть и более простой способ убедиться в точности названия гриба – мякоть шляпки на срезе сначала красноватая, а затем сине-черная.

дрожалка оранжевая.jpgДрожалка оранжевая или тремелла пленчатая, в народе известна под названием масло троллей, масло ведьмы или золотое желе.

плодовое тело скутеллини.jpgПлодовое тело Скутеллинии. Представитель этого рода Скутеллиния блюцевидная или щитовидная  считается одним из самых крупных, весьма распространненым и самым изученым.   Микологи, изучающие виды порядка Пецициевые, отмечают в этом роду большое сходство их морфологических макропризнаков и утверждают – определенная видовая индентификация возможна только на основании микроскопических деталей строения.

Грибы – это филогенетически (от греч. phyle – род и genesis – возникновение) разнородная группа организмов, сочетающих в себе признаки, как животных, так и растений. С животными их роднит наличие мочевины в обмене веществ, хитина в оболочке клеток и гликогена в качества запасаемого биохимического продукта (вместо крахмала, характерного для растений). С растениями - способ питания путем всасывания (не заглатывания пищи, характерное для животных), неограниченный рост, отсутствию подвижности в вегетативном состоянии. Такая «мозаика» признаков не позволяет однозначно отнести грибы к растениям или животным, отводя им особое промежуточное положение и выделение в самостоятельное царство живых организмов – ГРИБЫ (Mycetalia, Mycota, Fungi). Это положение в системе органического мира – пример эволюции научных взглядов, основанной на результатах многолетнего труда мирового научного сообщества. До начала 1970-х гг. грибы относили к царству растений, но позднее их обоснованно закрепили в ранге отдельного царства во всех современных мировых системах благодаря работам известного американского эколога, фитоценолога Роберта Хардинга Уиттекера (1920-1980; англ. Robert Harding Whittaker) и Армена Леонович Тахтаджяна (1910-2009; арм. Արմեն Լևոնի Թախտաջյան) – российского (советского, армянского) ботаника, биолога-эволюциониста, академика РАН, доктора биологических наук. Современные молекулярно-генетические исследования подтверждают, грибы подразделяются по меньшей мере на три группы: настоящие грибы, псевдогрибы (или микоиды) и слизистые грибы (или слизевики). В свою очередь, псевдогрибы и слизевики объединяют термином «грибоподобные организмы».                                                                                                          

Наука микология прошла длительный, интересный путь становления и развития. Различные материальные объекты культурного наследия, подтверждают, что грибы, в основном шляпочные, известны человеку с глубокой древности и в ряде регионов даже являлись объектом поклонения (изображения грибов на стенах древних храмов майя, ацтекские каменные статуэтки грибов, сибирские наскальные изображения людей-грибов и др.). Мыслители Древней Греции, Аристотель (IV в. до н. э.), Теофраст (III в. до н. э.), Диоскорид (I в.), не только упоминали в своих трудах различные виды грибов, давали общие описания их облика и свойств. Плиний Старший (I в.) в своем труде «Естественная история» предпринял первую попытку классификации грибов, выделяя съедобные и ядовитые. Но, конечно, до подлинного научного познания грибов пройдут еще века, наполненные мистическими представлениями о появлении грибов от проделок нечистой силы, грома и ударов молний…

звездовик черноголовый.jpgЗвездовик черноголовый, известен под названиями геаструм черноголовый, тригастер черноголовый и черноголовая земляная звездочка.

По мнению ряда исследователей истории науки, к первым сведениям о грибах научного содержания можно отнести Систематическую сводку, подготовленную во второй половине XVI в. выдающимся французско-нидерландским натуралистом Карлом Клузиусом (1526-1609; лат. Carolus Clusius, нидерл. Karl Clusius, фр. Charles de l’Écluse). Даже по прошествии столетий микологов современности восхищает «Кодекс Клузиуса», содержащий более двухсот изображений грибов, в том числе цветных акварельных.                             

XVIII век приносит микологии знаковые открытия, перевернувшие прежние представления: итальянский ученый Пьер Антонио Микели (1679-1737; итал. Pier Antonio Micheli) обнаружил у шляпочных грибов споры и, хотя ошибся в анатомической принадлежности, назвав «семенами», правильно определил их предназначение – «семена» служащие для размножения; французский ученый Рене Жоакен Анри Дютроше (1776-1847; фр. René Joachim Henri Dutrochet) показал, что грибы – репродуктивные тела, образованные нитевидными разветвлениями, скрытыми под землей (в современной терминологии – мицелием). История микологии XIX-XX вв. наполнена важнейшими открытиями целой плеяды выдающихся ученых-микологов, среди которых не мало российских: Иван Андреевич Вейман (1782- 1868), которого по праву считают первым отечественным микологом, в 1836 г. издал сочинение «Гимено- и гастеромицеты до сего времени наблюдавшиеся в Империи Российской» («Hymeno- et Gasteromycetes hucusque in Imperio Rossico observatos»), включившее в себя более 200 известных на тот момент в России видов грибов; Михаил Степанович Воронин (1838-1903) открыл жизненные циклы многих фитопатогенов, в том числе ржавчинных и головневых грибов, заложив основы отечественной фитопатологии; Николай Васильевич Сорокин (1846-1909) первым в мире опубликовал капитальный труд по патогенным микромицетам, бактериям, стал основоположником медицинской микологии в России и начал преподавание этой дисциплины в университетах. К увлекательному обсуждению этих и многих других фактов из истории микологии мы еще обязательно вернемся в отдельных публикациях.                          

Но сейчас, как говорится «на самом интересном месте», прервемся и совершим скачок во времени, чтобы узнать, что изучает микология сегодня – в XXI веке и какие задачи стоят перед ученым-микологом национального парка «Кисловодский».

мутинос собачий.jpgМутинус собачий. Редкий вид микобиоты на территории ООПТ.

Выдающийся советский учёный-ботаник, миколог и альголог, основатель и первый заведующий кафедры низших растений Московского университета, заслуженный деятель науки РСФСР Лев Иванович Курсанов (1877-1954), внедривший цитологический метод в микологию, выделяя этапы развития микологии к третьему, новейшему, периоду отнес научную деятельность с начала XX в. В современный период, начавшийся в 1990-е годы микология, как и другие области науки, совершила значительный прорыв во многих направлениях исследований. Связано это, прежде всего, с активным внедрением в методический аппарат молекулярных методов. Традиционные для России исследования разнообразия макромицетов и микроскопических грибов получили новые колоссальные возможности. Современные микологи активно продвигаются в решении важнейшей «древней» научной задачи, упоминавшейся выше – изучение и сравнение ДНК позволит сопоставить не только фенотипы, но и генотипы различных видов грибов и со временем прийти к единой геносистематике грибов и грибоподобных организмов.           

Практически во всех сферах жизни современного человека напрямую или косвенно задействованы достижения микологии: производство продуктов питания и лекарств; совершенствование строительных технологий и методов защиты конструкций и оборудования; создание искусственных субстратов, обладающих продуктивностью природных почв… Большое значение имеют микологические исследования в задачах оценки состояния и охраны окружающей среды. Так, грибам прочат важную роль беспощадных «пожирателей мусора». Обнаруженная группой ученых из Китая и Кении способность плесневого гриба Aspergillus tubingensis разлагать за несколько недель пластик – перспективный вклад в задачу переработки одного из самых опасных видов отходов. И такие вдохновляющие открытия рождаются не только в больших государственных лабораториях. Расширяются и уже имеют определенные успехи эксперименты по «скармливанию» грибам различных видов отходов. Изобретенная дизайнером из Бельгии Одри Шпейер пепельница из грибов, перерабатывающая за 1-2 месяца окурки – только один из них.

Обычно, первая прямая ассоциация при обсуждении значения грибов в жизни человека – продукт питания. Действительно, динамично развивается производство культивируемых грибов: шампиньона, вёшенки, летнего и зимнего опенка, шиитаке и др. В то же время, биотехнологические производства на основе грибных организмов занимаются не только выращиванием плодовых тел, но и полезной биомассой, органическими кислотами, ферментами, антибиотиками и другими вторичными метаболитами. Пищевая микробиология и микология разрабатывают эффективные механизмы контроля эпидемиологической безопасности пищевых продуктов, новое поколение вкусоароматических добавок не наносящих вред здоровью человека.

Громадное значение грибных культур в развитии медицины неоспоримо. Пенициллин, цефалоспорин – антибиотики широкого антимикробного действия – стали первыми эффективными лекарствами против многих тяжелых заболеваний. Благодаря комплексным исследованиям грибов-агентов заболеваний растений, животных и человека в практику фитопатологии, медицинской и ветеринарной микологии внедряются новейшие методы быстрой и точной диагностики возбудителей болезней и эффективные препараты по борьбе с ними. Грибные культуры остаются важнейшим традиционным и, в то же время, перспективным источником антибиотиков и ученые-микологи не без оснований полагают, что дальнейшее изучение грибных метаболитов может внести ценный вклад в разработку препаратов для лечения и профилактики заболеваний (в том числе пандемийных, представляющих глобальную угрозу всему человечеству) и укрепление обороноспособности страны в противостоянии угрозам биотерроризма.

экзобазидиум.jpgНа листьях рододендрона гриб Exobasidium rhododendri Cramer образует причудливые плодовые тела.

Уже сегодня грибы являются пионерами в получении биологически активных природных соединений (БАПС) – комплексов фармакологически активных веществ природного происхождения, менее токсичных по сравнению с продуктами химического синтеза. Химический состав грибов – уникальная кладовая веществ, полезных для пищевой и химической промышленности, фармакологии: ферменты амилаза, липаза, протеиназа, оксидоредуктаза; витамин А и витамины группы В, С, D, PP; гликоген, декстрин и инсулин; микроэлементов: йод, марганец, цинк, фосфор, калий, кальций и мн. другие. Выделенные из грибов полисахариды и глюкан имеют высокую иммуномодулирующую активность. Так, уже внедрен в медицинскую практику препарат «Циклоспорин» (мощный иммунодепрессант на основе аминокислот, продуцируемых одним из видов почвенных грибов-аскомицетов). По мнению ряда исследователей, метаболиты грибов уже составляют более 50% от всех вновь открываемых БАПС и тенденция с годами будет только нарастать.

Выше приведена лишь малая часть направлений научных изысканий современной микологии. Не ошибкой и не преувеличением будет предположить, что человечество, не смотря на столетия развития микологии как науки, все еще открыло только малую часть свойств грибов и возможностей их применения. Впереди еще много невероятных открытий. Так, например, в начале 2000-х годов японские ученые установили, что мицелий обладает функциями, про которые, если бы это было применительно к человеку, мы бы могли сказать «он думает» - результаты экспериментов показали, что мицелий способен производить клеточные вычисления, основанные на сборе и систематизации данных об окружающей среде, своем местоположении в пространстве и далее передавать эту информацию остальным частям грибниц. Сегодня возможности интернета позволяют детально познакомиться с достижениями ученых из разных уголков мира. Каждый, кто найдет время на такое познавательное путешествие по интернет-ресурсам, узнает множество интересных и полезных фактов. А мы вернемся к обсуждению приоритетной для нас области применения микологии – изучение и охрана окружающей среды.

рогатики.jpgРогатики (коралловые грибы).

Основное предназначение заповедной науки – глубокое изучение природно-территориального комплекса ООПТ, результаты которого необходимы для разработки научно обоснованных методов охраны природы. Для недавно образованных заповедных территорий, к которым относится национальный парк «Кисловодский» (отметивший в 2021 г. свой первый заповедный юбилей), особое значение имеют инвентаризационные исследования. Проводя тщательные полевые исследования, ученые составляют списки встречающихся на ООПТ видов флоры и фауны. Для некоторых групп организмов такие списки составляются впервые в истории кисловодского парка. К ним относятся и грибы!                                                                                                                                           

Труден ли этот первичный этап накопления научных данных? Да, сложностей безусловно не мало и это требует от ученого постоянного внимания – начиная с процесса поиска объектов своего исследования, ведь размер плодового тела грибов может быть и менее 1 сантиметра. Также, бесспорно, важна концентрация – определение видовой принадлежности гриба необходимо начинать уже в полевых условиях, в лесу, так как многие важные определительные признаки по приходу в рабочий кабинет могут поменяться или совсем исчезнуть. Полевые и камеральные методы, применяемые ученым-микологом весьма разнообразны и это отдельная большая тема. Предваряя ее последующее интересное обсуждение приведем необычный пример – один из методов исследования. Миколог может вполне почувствовать себя следователем или детективом, распутывающим сложное дело, ведь он тоже берет отпечатки. Но, конечно, это… отпечатки грибов, точнее их спорового порошка. Для этого шляпка гриба, срезанная особым образом в лесу, в камеральных условиях кладется на белый лист бумаги. Через некоторое время по высыпавшемуся споровому порошку (споровому отпечатку) ученый определяет цвет, размер, форму и другие характеристики спор, необходимые для правильного определения видовой принадлежности гриба и иных научных задач.

Природа заповедных территорий полна чудес! И даже совсем недалеко от оживленных дорожек, если внимательно присмотреться, вас могут ждать необыкновенные встречи. Заметить под пологом леса интересный гриб – большая удача! Самый благодатный период для таких находок – начало лета. В это время появляются плодовые тела многих высших грибов. Только по предварительным оценкам на территории национального парка «Кисловодский» встречается более 150 видов грибов и грибоподобных организмов.

Полевые исследования для каждого научного сотрудника – это сложный, трудоемкий, но очень значимый и интересный этап работы. От полноты сведений, собранных в условиях природы, зависит точность последующих выводов. Существование объектов исследований микологов в природе зачастую настолько быстротечно, что у ученых есть буквально несколько дней (а иногда даже часов!), чтобы успеть зафиксировать их появление в изучаемом биотопе. Поэтому очень важно, чтобы в этот ответственный период ничего не помешало… Грибы, сорванные из любопытства, даже если их оставить на самом видном месте у дорожки, не дадут микологам возможность получить необходимую информацию об особенностях их развития, условиях биотопа. «Удача» грибников может обернуться для ученых недополученными важными сведениями.

Дорогие друзья природы, всех, кому интересны грибы, мы – научные сотрудники национального парка «Кисловодский», призываем смотреть на грибы не как на объект «тихой охоты», а как на необыкновенную и неприкосновенную частичку природы нашей заповедной территории и стать особенными «охотниками» – охотниками-исследователями, нашими помощниками! Если, путешествуя по национальному парку, вам встретились грибы, не собирайте их, не нарушайте места их произрастания. Пусть вашей «добычей» будут яркие впечатления и фотографии этих удивительных жителей заповедной территории. Ваши снимки могут стать частью научных фондов национального парка и внести вклад в изучение его микобиоты.

Будем рады получить их на электронную почту научного отдела science@kispark.ru  с указанием даты и места находки, ФИО автора снимка.

саркосцифа.jpgСаркосцифа австрийская, пецица красная или алая эльфова чаша – так называют ранневесенний сумчатый гриб.

фото Т.Н.2.jpg

Литературные источники для всех интересующихся грибами и грибоподобными организмами

1.   Бондарцев А.С., Трутовые грибы европейской части СССР и Кавказа, М. -Л.: АН СССР, 1953. – 1108 с.
2.   Гарибова Л.B, Сидорова И.И., Грибы. Энциклопедия природы России, М.: 1997. - 352 с.
3.   Горленко М.В., Гарибова Л.В., Сидорова И.И., Всё о грибах, М.: Лесная промышленность, 1986. - 280 с.
4.   Дудка И.А., Вассер С.П., Справочник миколога и грибника, Киев: Наукова думка, 1987. – 535 с.
5.   Кутафьева Н.П., Морфология грибов: Учеб. пособие. 2-е изд., испр. и доп., Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2003. - 215 с.
6.   Меркулов В.А., Грибы на Ставрополье, Ставрополь: Кн. изд-во, 1975. - 110 с.
7.   Мирчинк Т.Г., Почвенная микология, М., 1988.
8.   Пармасто Э.Х., Определитель рогатиковых грибов СССР. Сем. Clavariaceae. М.-Л., 1965. – 165 с.
9.   Переведенцева Л.Г., Лекарственные грибы Пермского края, Пермь, 2011.
10. Переведенцева Л.Г., Определитель грибов (агарикоидные базидиомицеты): Учебное пособие. Москва: Товарищество научных изданий КМК, 2015. -119 с.
11. Попушой Н.С., Микофлора плодовых деревьев СССР., М., 1971.
12. Ребриев Ю.А., Гастеромицеты рода Lycoperdon в России/Ю. А. Ребриев// Микология и фитопатология. – 2016. – Т. 50, вып. 5. – С. 380–401.
13. Саркина И.С., Грибы знакомые и незнакомые. Справочник-определитель грибов Крыма, Симферополь, 2013.
14. Силаева Т.Б., Ботаника. Раздел Грибы [Электронный ресурс]: учебно-методическое пособие/Т.Б. Силаева; - Саранск: Издательство Мордовского университета, 2018.
15. Смирнов Л.Э., Грибы Ленинградской области и Санкт-Петербурга/Л. Э.  Смирнов, С. В. Кривошеев, Ф. Б. Ганнибал. – СПб.: Регион. изд. дом, 2012. – 320 с.
16. Федоров Ф.В., Грибы, М.: ИПФ «Россия», 1994. - 366 с.
17. Федяев В.М., Грибы – чудо природы, М.: Московский рабочий, 1964.
18. Грибы. Большая энциклопедия: пер. с чеш./В. Антонин, В. Котлаба, З. Клузак [и др.]; науч. ред. В.П. Прохоров. – М.: Изд. дом Ридерз Дайджест, 2012. – 368 с.
19. Жизнь растений. Том 2. Грибы, под редакцией М.В. Горленко., М.: Просвещение, 1976, - 479 с.
20. Геоинформационный фотопортал (ГИФ). Фотокаталог грибов http://mycoweb.ru/GIF/catalog.php  
21. Удивительный мир грибов. Фотогалереи, обзоры, репортажи (сайт Татьяны Светловой) http://mycoweb-stv.ru

Поделиться: