Гъби : Смъртта се превръща в тях

Привет. Заповядай в чудесния свят на гъбите. (обяснява за произношението на думата "гъби" на английски) Гъбите са малко като растенията и доста повече като животните, отколкото си мислиш. Те са произлезли от протисти преди някъде милиард години и днес учените изчисляват, че има около 1,5 милиона вида гъби на Земята. Въпреки че по формален таксономичен начин познаваме около 100 000 от тях. И тези, които сме срещали, са невероятни и странни, а в някои случаи смъртоносни. Факт е, че гъбите общо взето съществуват около смъртта. Да, разбира се, има весели гъби, като едноклетъчните хранителни дрожди, познати като мая. Без тях нямаше да имаме бира, вино или хляб. Също вярно е, че гъбите са отговорни за всякакви болести: от гъбички по краката до потенциално смъртоносната хистоплазмоза, причинявана от гъбички в изпражненията на птици и прилепи. Гъбите могат дори да подлудят хората. Когато гъбата мораво рогче расте върху зърнени растения, използвани за хляб или бира, тя предизвиква гангрена, нервни спазми, парещи усещания, халюцинации и временна лудост. Една съставка на тази гъба, лизергиновата киселина, е суровина за производството на LSD. Накрая, разрушението, което някои гъби носят на други животни. Повече от 6 милиона прилепа в Северна Америка са измрели от 2007 година заради гъбичната болест Синдром на белия нос. Гъбите са посочени като виновници за няколко изчезвания на земноводни и заплашват много други – може би около 1/3 от всички земноводни на Земята. Но нищо от това нямам предвид, като говоря за гъбите и смъртта. Докато някои членове от семейството на гъбите са тотални безделници, всички заедно изпълняват може би най-жизненоважната функция в глобалната хранителна верига. Те пируват с останките на мъртвите тела на почти всички организми на планетата. С това те превръщат органичната материя, от която всички сме направени, обратно в почва, даваща живот на нови създания. Гъбите просперират от смъртта и в процеса правят живота възможен. Аха! Не очакваше да ме видиш толкова скоро в стола. Но преди да разгледаме по-подробно царство Гъби, искам да вдигна тост за Луи Пастьор под формата на биолография. До времето на Пастьор бирата се е произвеждала от хиляди години от култури навсякъде по света. Някои експерти мислят, че може тя да е била първата причина нашите предци ловците-събирачи да започнат да се занимават със земеделие и да създадат цивилизация. През всички тези хилядолетия никой не е разбирал как работи най-важната ѝ съставка. Преди пивоварите да разберат какво точно прави маята, магията на ферментацията е била просто "магия". Самият Пастьор не е бил голям любител на бирата, но част от академичните му задължения във Франция изисквали от него да помага в търсенето на решения за местната алкохолна индустрия. Като част от работата му през 1857 г. той започнал да изучава под микроскоп бирена мая и открил, че тя била всъщност куп живи организми. В серия от експерименти с новооткритите същества, той открил, че в отсъствието на кислород дрождите можели да получават енергия от разграждане на вещества, които съдържали кислород. Сега знаем, че това, което е наблюдавал Пастьор, са били дрожди, преминаващи през процеса анаеробно дишане, т. нар. ферментация: разграждане на захарите в зърно, като малцов ечемик, и превръщането им в алкохол, въглероден диоксид и вкусовете, които асоциираме с бирата. Междувременно Пастьор открил, че бирата често е замърсена с други бактерии или гъби. Той открил, че растежа на тези микроби, развалящи бирата, може да бъде осуетен за до 90 дни, ако бирата се загрее до температура между 55 и 60 градуса за кратък период от време. Днес наричаме този процес на загряване пастьоризация. Използва се за всичко: от мляко до консервирани храни, сиропи или вино. За нашите цели ще се съсредоточим върху откритието на Пастьор, че дрождите разграждат захарите, за да получат енергия. Оказва се, че повечето гъби прекарват повечето си време в разграждане на всякакви органични материи. Често материята е мъртва, когато гъбите стигнат до нея, но не винаги. Когато едно дърво, човек или елен се гътне, гъбите се нанасят и започват да работят по разграждането. Същото се случва с портокала, забравен на дъното на купата с плодове. Ако не беше тази функция на гъбите, растенията и животните, които ги ядат, нямаше да могат да съществуват, защото елементите, които взимат от почвата нямаше да се възвръщат. За щастие разграждането от гъбите рециклира хранителните вещества: за радост на растения и животни, както и на други гъби. Всичко това води до една от главните характеристики, които споделят гъбите. От едноклетъчните дрожди до гигантските многоклетъчни гъби – те всички са хетеротрофни като нас, но вместо да ядат, те усвояват вещества от заобикалящата ги среда. Те правят това като отделят мощни ензими, които разрушават сложни молекули до по-малки органични съединения и ги използват да се хранят, растат и да се размножават. Повечето многоклетъчни съдържат мрежа от малки тръбовидни нишки, наречени хифи. Те растат между всичко, с което пируват. За разлика от целулозните клетъчни стени на растенията, клетъчните стени при гъбите са подсилени от азотния въглехидрат хитин – същия материал, който отриваме в екзоскелетите на насекоми, паяци и други членестоноги. Оплетената маса от хифи, която расте между хранителния източник, се нарича мицел. Той има структура, осигуряваща максимална площ, нещо, което научихме и при растенията, и животните. Това е ключова черта при усвояването на неща. Мицелът е толкова нагъсто пакетиран, че един кубичен см от богата почва може да съдържа достатъчно хифи, за редица от един километър, ако ги сложиш една до друга. Докато хифите отделят храносмилателни ензими, гъбите използват храната, за да синтезират още протеини и хифите продължават да растат, което позволява гъбите да завземат нова територия и да растат още повече. В резултат, гъбите могат да бъдат ужасно големи, рекордно големи. Една-единствена медна гъба в Сините планини в Орегон се счита, че окупира над 9000 декара. Най-големият организъм по площ на планетата. Има всякакви луди начини, по които се класифицират гъбите, но вероятно най-лесният и най-полезен е организирането им по това как взаимодействат с други организми. Гъби, разграждащи мъртви организми. Гъби мутуалисти, които формират важни връзки с други организми, особено растения. И още хищници и паразити. Гъбите, предизвикващи гниене, отделят ензими, които разграждат и абсорбират вещества от мъртви органични материали, като онова дърво, което никой не е чул да пада в гората. Всъщност способността на гъбите да разграждат лигнина (това, което прави дървото дървено) до глюкоза и други прости захари е изключително важна за цикъла на живота. Те са единствените организми, които могат да правят това. Те дори могат да декомпозират протеини на съставни аминокиселини. Общо взето всички черни части в почвата в задният ти двор са миниатюрни фрагменти от растения, смлени от гъбите. Мутуалистите са по-малка група. Много имат специализирани хифи, наречени хаустории, които се увиват около корените на растения с полза и за двата организма. Тези приятелчета помагат на растенията да абсорбират вещества, особено фосфати, като ги разграждат по-ефективно, отколкото корените самостоятелно. На свой ред, гъбите изпращат хифите в тъканта на корените и взимат такса, обикновено под формата на богати на енергия захари. Тези връзки на взаимна изгода са познати като микориза: от гръцките думи микос (гъба) и риза (корен. Микоризите са изключително важни в естествените екосистеми, както и в земеделието. Почти всички васкуларни растения имат гъби, прикрепени към корените си и разчитат на тях за хранителни вещества. Отглеждащите ечемик (главната съставка на бирата) дори подхранват почвата, в която засяват ечемика, със специфични микоризови гъби, за да подпомогнат растежа. Други гъби пък не са толкова мили с приемника си. Хищните гъби активно хващат жертвата си с хифите си. Почвената гъба Аrthrobotrys използва примки от нишките си, за да хваща в капан кръгли червеи и да абсорбира вътрешните им тъкани. Има и паразити. Гъби, които се хранят с живи организми, без да ги убиват поне за известно време. Един от любимците ми е гъбата на мравката зомби, Ophiocordyceps. Тя изстрелва спори в мравки и хифите ѝ растат в тялото, усвоявайки вещества от несъществени органи. Когато гъбата е готова да се размножи, тя нахлува в мозъка на мравката и я кара да отиде на студено, влажно място в гората, където т. нар. плодни спори избухват през главата на мравката, за да разпръснат още повече спори. Но за да докажем, че дори при гъбите има супер герои: през 2012 година учени откриват, че тези зомби спори са таргетирани от друга паразитна гъба. Не се знае много за тази гъба–спасител на мравки, освен че стерилизира много от зомби спорите чрез процес подобен на химическа кастрация. Толкова е сбъркано! Шантаво! Сега, като споменах това, трябва да поговорим малко за секса при гъбите. Гъбите се размножават по всякакви начини, със секс или без секс. Някои видове дори го правят по двата начина. Който и начин да изберат, повечето се плодят като произвеждат огромен брой спори, подобно на това, което видяхме при неваскуларните растения и най-простите васкуларни, папратите. Но, и това е голямо НО – сексуалното размножаване при гъбите не е същото като при други организми, които сме учили до сега. Тук концепцията за мъжки и женска изобщо не е приложима. Някои гъби се възпроизвеждат сами, други могат да се плодят с всеки един индивид наблизо. А трети пък могат само да се плодят с член на различен размножителен тип. Това не са различни полове, те просто имат различни молекулярни механизми, които ги правят съвместими или не. Понякога тези типове се наричат "плюс" и "минус", други пъти "едно" и "две". При всички случаи, все пак се счита за полово размножаване, защото всеки родител осигурява генетична информация, когато правят спорите. Всичко започва с този красив химически размножителен танц. Мицелът от една гъба изпраща феромони, които се приемат и се свързват с рецепторите на друг способен партньор. Това съединяване кара всеки мицел да изпрати хифите си към другия. Когато се срещнат, те съединяват цитоплазмите на клетките си. Тази фаза от размножаването се нарича плазмогамия. След време – часове или векове по-късно, (Да, сексът между гъбите наистина може да отнеме стотици години.) това сливане води до производството на спори, които всяка гъба може да разпръсне. Определени типове гъби, в това число и вкусната Смръчкула, произвеждат спори в подобен на торбичка аскус, който е част от плодното тяло (аскома). Това е частта, която береш, когато се шляеш из гората. Някои гъби пускат спорите си по вятъра, други спори отплават по вода. По-предприемчивите спори се закачат по преминаващи животни, с надежда да бъдат пренесени някъде, където има много вещества за усвояване, така че и те да могат да пораснат, да изпратят полови хормони, като им дойде времето, и хифите им да могат да потанцуват тангото. Накрая, при някои гъби сексуалното размножаване изобщо не отговаря на очакванията. Те просто предпочитат да си действат сами. Някои от тях образуват нишкови структури, които произвеждат спори чрез митоза. Тези структури са видими и се наричат мухъл. Това е онова нещо по портокала на дъното на фруктиерата или по кората на парче хляб, оставено от теб за съквартиранта ти, което той решил да остави за другия съквартирант, а той пък решил, че най-добре да е за теб. При едноклетъчните дрожди асексуалното размножаване се случва чрез старомодното клетъчно дробене или формирането на пъпки, които се прищипват и стават отделни организми. Някои видове дрожди, като нашите приятели, правещи бира – Saccharomyces cerevisiae, превръщат захарите в алкохол, затова пивоварите създават условия, които насърчават високи нива на размножаване на дрождите, чрез подхранването им с много захар и кислород – понеже повече мая значи повече алкохол. Така че, да, гъби. Те пируват с мъртви неща и могат да ни подлудят и да превърнат мравки в страшни зомбита на нощта, но заради усилената им работа, по странни начини, те правят възможни неща като земеделието, бирата и всичко друго, за което си струва да се живее.