Грибы на вашем участке - Шнуровозова Татьяна Владимировна

Светлана Ращупкина, Татьяна Шнуровозова

Грибы на вашем участке

Ращупкина Светлана Юрьевна

Шнуровозова Татьяна Владимировна

* * *

Введение

Сегодня любой грибник, усвоивший курс школьной программы, с легкостью ответит, что грибы представляют собой особую группу органического мира, имеющую общие черты как с животным миром, так и с растительным царством. Однако такая классификация появилась только в XX в., а до того времени грибы считали то божественным проявлением природы, то ее дьявольским порождением. Причину появления этих организмов древние ученые искали в электрических разрядах молнии, в каплях росы, процессах гниения останков животных. Кардинальные отличия грибов от всего остального живущего и растущего на планете не позволяли древним ученым безоговорочно отнести грибы к одному из 3 основных классов: растениям, животным или минералам. С одной стороны, уникальное строение гриба, несхожий с растениями способ размножения, отсутствие хлорофилла и как следствие – процесса фотосинтеза заметно отличали грибы от растений. В то же время грибы нельзя было отнести и к царству животных, так как у них отсутствовали кровеносная и нервная системы, способность к передвижению, существенно отличался от животных и способ питания. Отнести же грибы к классу минералов, т. е. к неорганической природе, не решались даже самые смелые исследователи. Однако чаще звучали предположения, что грибы представляют собой особый класс растений. Эту версию развил и окончательно закрепил в своей классификации шведский ученый XVIII столетия Карл Линней, который отнес грибы к низшим растениям наряду с водорослями и лишайниками. Эта классификация просуществовала вплоть до XX в., когда ученым-естествоиспытателям впервые удалось открыть в грибах признаки, родственные животному миру, а не царству растений.

Что такое гриб

Биологические особенности грибов

Изобретение электронного микроскопа и новых методов исследования в виде биохимического анализа позволило ученым XX столетия сделать ряд важнейших открытий в области микологии, или науки о грибах. Во-первых, в составе клеточной стенки грибов было обнаружено природное соединение хитин, который ранее обнаруживался только у животных, в первую очередь у членистоногих и насекомых. У растений хитина в их составе никогда не встречалось. Во-вторых, было установлено, что грибы, как и представители животного мира, не могут получать органические вещества из неорганики, и в этом их коренное отличие от растений. Наконец, в-третьих, обменные процессы грибов также имеют сходство с процессами обмена у животных, так как результатом этого обмена становится образование мочевины, что также не свойственно представителям растительного царства. После ряда важнейших открытий грибы были выделены в особое сообщество живых организмов, имеющее признаки как растений, так и животных. Эту классификацию признает сегодня большинство ученых. В свою очередь, учеными-археологами были установлены удивительные исторические факты: грибы появились на Земле около 1 млрд лет назад, активно продолжали развиваться в палеозойскую эру свыше 250 млн лет назад. К тому времени грибы максимально адаптировались к жизни в растительном царстве, образовав симбиоз грибницы с корнями растений. Наконец в кайнозойскую эру грибы достигли своего расцвета, образовав многочисленные группы, классы и виды. На сегодняшний день открыто около 100 000 видов грибов, имеющих кардинальные различия не только по формам, размерам и цветам, но и по среде обитания и образу жизни.

Так как грибы лишены хлорофилла, в результате чего не способны добывать необходимые для роста и размножения органические вещества из почвы или другой природной неорганики, они приспособились получать требуемые питательные вещества от других организмов. В зависимости от выбранного способа питания грибы подразделяют на 3 основные группы: паразитов, сапрофитов и симбионтов. Первая группа грибов для питания выбирает себе какой-либо организм в качестве донора, полностью обеспечивающего их питательными веществами. В качестве хозяина-донора грибы выбирают деревья, другие грибы, значительно реже – животных. По мере разрастания грибы-паразиты со временем наносят существенный урон донорскому организму и нередко приводят к его гибели. Из известных видов грибов к паразитам относятся опенок осенний, который нередко поселяется на живых пнях деревьев. Большая часть съедобных грибов относится к группам сапрофитов или симбионтов. Грибы-сапрофиты получают питание из перегнивающих органических остатков. В качестве такого питания могут служить перепревшие листва или навоз, солома, древесина, перегной. Из культивируемых грибов к сапрофитам относятся вешенки, шиитакэ, сморчки, строчки, шампиньоны; в природе сапрофитами являются дождевики, навозники. В отличие от сапрофитов грибам-симбионтам не нужны перепревающие остатки органики. Оплетая своими тонкими грибонитями корни растения, с которым гриб вступает в симбиоз, он начинает питаться вырабатываемыми растением питательными веществами. Однако в отличие от грибов-паразитов симбионты не наносят вреда растению-хозяину, а напротив, помогают получать из почвы больше азота, фосфора и требуемых для роста и развития микроэлементов. Как правило, шляпочные грибы обладают смешанным типом питания и могут получать его и из корней растений, и из перегнивающей подстилки, однако только определенных групп растений. Так, подосиновик вступает в симбиоз с осинами, подберезовик – с березами, масленок и рыжик – с хвойными породами деревьев. Именно поэтому для выращивания таких грибов требуется непременное наличие группы растений, с которыми грибы способны вступить в симбиоз для образования микрозы.

Строение гриба

Несмотря на то что сегодня грибы выделены учеными из обширного царства растений, строение гриба во многом схоже со строением растения. Как и представители флоры, гриб состоит из 2 основных частей: видимой, которая называется плодовым телом, и скрытой, которая носит название вегетативного тела. Плодовое тело грибов весьма разнообразно по своей конфигурации. Грибникам хорошо известны шляпочные грибы, состоящие из ножки и шляпки, – таково по своей форме большинство съедобных грибов. Однако это не единственно возможная форма плодового тела грибов: у трутовиков она принимает копытообразную форму, у вешенок имеет веерообразный вид, у дождевиков по форме напоминает грушу или шар. У шляпочной разновидности грибов основные жизненно важные функции выполняет шляпка.

С внешней точки зрения шляпки грибов могут принимать самые разные формы: от колокольчатых до изогнутых, от плоских до сильно выгнутых, – однако функции шляпки от метаморфоз ее формы не изменяются. Причем каждый слой шляпки решает свою, важную для развития гриба в целом задачу.

Первый, верхний слой носит название кутикулы и представляет собой тонкую пленку, легко отделяющуюся от мякоти шляпки.

Как правило, эта кожица окрашена в яркие цвета: бежевый, красный, коричневый, зеленый, розовый, желтый, песочный или другие, которые и определяют цвет шляпки гриба. Главная функция верхнего слоя гриба – защитная, он предохраняет гриб от воздействий внешней среды: песка, пыли, перепадов температуры, влаги, а также вредителей, в первую очередь от различных насекомых.

Основной, внутренний слой гриба, состоящий из тесно переплетенных между собой грибонитей, или гиф, в обиходе называется мякотью. Она бывает разной на вкус – от пресной до горькой – и значительно различается как по толщине слоя, так и по консистенции: у одних грибов она плотная, у других – студенистая, у третьих – мягкая.

Сплетенные грибонити являются главными проводниками питательных веществ и влаги, необходимых для развития основного слоя шляпки – гименофора, который состоит из спорообразующих клеток и выполняет функцию размножения грибов. По своей структуре спорообразующий слой может быть не только гладким, но и пластинчатым, а также трубчатым или складчатым. Такое неоднородное строение основного слоя шляпки позволяет значительно увеличить количество споровых клеток и как следствие – повысить выживаемость грибного вида.

Строение ножки гриба менее сложное. Как и мякоть, она состоит из многочисленных гиф, которые в отличие от шляпки расположены не горизонтально, а вертикально. Такое расположение грибонитей позволяет максимально быстро и с наименьшими энергетическими затратами обеспечивать питательными веществами шляпку гриба в целом и спороносный слой в частности. У ряда грибов во время их роста ножка соединена со шляпкой тонкой защитной пленкой, которая помогает предотвратить повреждение гименофора в наиболее уязвимый период, когда спороносный слой находится максимально близко к земле. По мере развития гриба эта пленка распадается, образуя на ножке разорванное кольцо, которое по мере полового созревания гриба окончательно исчезает (рис. 1).

Рисунок 1. Строение шляпного гриба

Помимо плодового тела, у каждого гриба высшей группы есть вегетативное тело, которое микологи называют мицелием, а большинство грибников – грибницей. Вегетативное тело располагается либо под землей – среди корней растений и деревьев, либо в древесине, как у вешенок и трутовиков. Обширно разросшаяся грибница является основным проводником питательных веществ, получаемых грибами из отмерших органических остатков или непосредственно от растений. Как и большая часть плодового тела, грибница состоит из многочисленных тонких гифов, размеры которых варьируются от 1 до 12 мкм. Для обеспечения грибов питательной энергией грибница со временем разрастается в разные стороны, вступая в симбиоз с корнями близлежащих растений для максимального использования имеющихся у них питательных веществ (рис. 2).

Рисунок 2. Схема связи грибницы с корнями дерева-хозяина

Питание гриба

Основой питания грибов являются углеводы: глюкоза, сахароза, ксилоза, крахмал и его производные, – которые гриб использует для построения плодового тела с последующим развитием спороносного слоя. Однако в отличие от растений грибы из-за отсутствия у них хлорофилла не способны сами синтезировать органические соединения из углекислоты и должны получать их в готовом виде от других организмов: лесные и древесные грибы – от деревьев, луговые – от травянистых растений.

Помимо углеводов как основного источника энергии, для полноценного роста гриба необходим ряд химических элементов: в первую очередь фосфор и магний, в меньшем количестве – медь, цинк и железо, – которые принимают участие в построении клеток плодового тела. Кроме того, для ускоренного развития плодового тела гриб нуждается в водорастворимых витаминах: пиридоксине, биотине, ниацине, а также в пантетоновой кислоте. Без этих витаминов рост плодового тела замедляется или совсем останавливается, так как они принимают активное участие в синтезе белков и как следствие – в построении и питании клеток плодового тела.

Развитие грибов

Плодовое тело гриба, видимое на поверхности, представляет собой только небольшую часть целого организма мицелия с многочисленными нитями-гифами. По мере развития грибницы гифы разрастаются радиально от центра к периферии, преодолевая за год около 30 см. Постепенно старые гифы грибницы в ее центре отмирают, а на освоенных участках, в местах наибольшего развития новых гифов вырастают видимые плодовые тела. Этим объясняется кольцеобразная форма грибницы, характерная для ряда грибов, в частности для шампиньонов и луговых опят. В среднем грибница развивается от 3 до 5 лет, после чего начинает активно плодоносить. По мере своего развития она продолжает свое разрастание в радиальном направлении, диаметры таких кругов могут достигать нескольких десятков и даже сотен метров. Микориза относится к чрезвычайно устойчивым органическим формам жизни: она легко переносит морозы и зной, способна выдерживать температуру до +100°C, не погибает даже в самые засушливые годы. Основой такой устойчивости является способность грибницы при неблагоприятных обстоятельствах прекращать свое развитие, засыпать. При этом гифы разделяются на отдельные хламидоспоры, которые принимают округлый вид и покрываются плотной оболочкой. Причем внутри образования сохраняется высококонцентрированная протоплазма, энергии которой хватает для сохранения клеток грибницы. Такое разделение нитей на самостоятельные членики позволяет грибному организму использовать накопленную энергию с максимальной пользой для самосохранения, и при наступлении благоприятных обстоятельств грибница снова начинает активно развиваться из сохранившихся отдельных элементов.

Размножение грибов

Высшие группы грибов способны размножаться 3 основными способами: вегетативно, через отделение кусочков мицелия, а также половым и бесполым путями – при помощи спор. В природе грибы размножаются прежде всего спорами, количество которых в 1 грибе может достигать нескольких миллионов. Споры легко переносятся ветром по воздуху, проникают на новые территории при помощи переносящих их животных, перелетают с листвой. В грибоводстве такой способ размножения грибов используется преимущественно в лабораториях и на экспериментальных площадках для сохранения чистой культуры грибов (рис. 3).

Рисунок 3. Цикл развития шляпных грибов из спор

В практическом грибоводстве широко применяется вегетативное разведение грибов на основе выведенной селекционерами грибницы, которая передается в этом случае вместе с субстратом, пронизанным гифами выбранного вида грибов. Использование данного способа размножения для разведения промышленных грибов позволяет получить в короткие сроки здоровую и активно развивающуюся грибницу, способную дать большое количество плодовых тел.

Питательные свойства

Дискуссии о питательной ценности грибов между диетологами не затихают уже несколько десятилетий. Долгое время грибы приравнивались к растениям, ученые считали их не только полноценной высокопитательной белковой пищей, но и способной почти полностью замещать пищу животного происхождения. Именно поэтому грибы наравне с овощами были незаменимым продуктом питания в долгие православные посты. Грибы солили, сушили, жарили, пекли с ними пироги и готовили на них бульоны. Грибы одинаково высоко ценились и в крестьянских семьях, и в купеческих домах, и в царских палатах. В зависимости от способа приготовления грибы могли быть основой каждодневного меню или становились изюминкой праздничного деликатеса, например французского жюльена с грибами, подаваемого непременно в миниатюрных кокотницах. После открытия в XX в. химического состава грибов некоторые диетологи заговорили о питательной бесполезности грибов для человека. Причиной этого стал хитин, действительно не перевариваемый человеческим организмом. Как нередко бывает в науке, истина оказалась где-то посреди двух кардинальных точек зрения, и сегодня большинство ученых-диетологов признают грибы ценным продуктом питания, который для полного его усвоения требует тщательной обработки.