Когда грибы выходят на охоту. Грибы хищники.

Когда грибы выходят на охоту. В 1980-х годах ученые обнаружили, что вешенки являются плотоядными. Это единственная веганская еда, которая сама может есть мясо. Мясо, о котором идет речь, а это несомненно, тоже мясо. Нематоды, или круглые черви, — маленькие животные с кишками, нервами, мышцами и возможно даже собственными примитивными надеждами, и мечтаниями.

Вешенки отравляют и парализуют нематод в течение нескольких минут после контакта Мясо, о котором идет речь, а это несомненно, тоже мясо. Нематоды, или круглые черви, — маленькие животные с кишками, нервами, мышцами и возможно даже собственными примитивными надеждами, и мечтаниями. Вешенки отравляют и парализуют нематод в течение нескольких минут после контакта, вводят свои нити в трупы, растворяют содержимое их тел и поглощают образовавшуюся кашицу.

Чего не было известно, так это того, как действует этот грибной яд и насколько велика его сила. Команда тайваньских ученых, которая пыталась ответить на эти вопросы, опубликовала свои результаты в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Они обнаружили, что гриб поражает часть червей, настолько необходимых, что виды нематод, разделенные более чем 280 миллионами лет эволюции, были одинаково восприимчивы грибному яду.

Однако, прежде чем продолжить, важно подчеркнуть, что вешенки далеко не одиноки среди грибов в своих пищевых предпочтениях, вероятно, потому что нематоды являются наиболее распространенными животными на Земле. Маленькие черви настолько распространены, что, если бы вся планета, кроме нематод, растворилась, в космосе осталась бы смутно видимая оболочка нематод в форме Земли.

Натан Огастес Кобб, нематолог, работающий в Министерстве сельского хозяйства США, классно выразился так в 1915 году:

«Если бы вся материя во Вселенной, кроме нематод, была сметена, наш мир все еще был бы смутно узнаваем, и если бы мы, как бестелесные духи, могли исследовать его, мы нашли бы его горы, холмы, долины, реки, озера и океаны, представленные пленкой нематод. Расположение городов можно было бы расшифровать, поскольку для каждого скопления людей было бы соответствующее скопление определенных нематод. Деревья все равно будут стоять призрачными рядами, представляя наши улицы и шоссе. Местонахождение различных растений и животных все еще можно было бы расшифровать, и, если бы мы обладали достаточными знаниями, во многих случаях даже их вид можно было бы определить путем изучения их бывших паразитов-нематод.»

Поэтому, возможно, неудивительно, что эту нишу и избыток высококачественного белка вызвал вспышку эволюции грибов. Тем не менее, сама изобретательность, разнообразие и изобилие устройств, с помощью которых грибы ответили на вызов, внушают мрачный трепет.

Известно, что около 200 видов грибов атакуют, убивают и переваривают крошечных животных, в том числе простейших, коловраток, мелких членистоногих, таких как тихоходки (“водяные медведи”), веслоногие и другие ракообразные, а также нематоды (черви).

Например, несколько видов из группы грибоподобных организмов, называемых оомицетами, отправляют в погоню за червями клетки-охотники, вынюхивающие нематод, как и несколько видов настоящих грибов, называемых хитридами (та же группа, которая произвела патоген, уничтоживший амфибий). Они похожи на что-то из Матрицы, только в форме плавающих грибов. Как только их цель достигнута, они “оседают” возле рта или заднего прохода, прежде чем впрыснуться в червя и атаковать его внутренние органы.

Вешенки растут на стволах умирающих и мертвых деревьев и разрушают древесину. Древесина содержит много целлюлозы и лигнина, но мало азота, поэтому эти хитрые грибы выделяют химические приманки, чтобы привлечь свою микроскопическую добычу-нематоду.

Некоторые грибы производят конфеты с минами-ловушками. Эти споры имеют различные раздражающие формы, такие как серпы, шпильки или — без шуток — зефирные глазки в форме цыплят, и все они, похоже, рассчитаны на то, чтобы оставаться в пищеводах нематод, как рыбьи кости в горле закусочной. Они должны быть вкусными, потому что нематоды все равно их проглатывают. Удобно устроившись, они прорастают, прокалывая кишечник червя, а затем убивают и съедают его.

Затем есть ошейники смерти, смертоносные украшения, через которые ничего не подозревающие черви проплывают, отсоединяются и выставляются напоказ, пока они немного бродят — тем лучше, чтобы рассеять грибок — прежде чем кольцо неизбежно попадет в нематоду, и, ну … остальное вы знаете.  Гриб отправляет пищеварительные гифы в рот жертвы. Они проникают по всему телу и медленно переваривают беспомощного червя изнутри, пока он еще жив.

Как известно всем, кто собирал или выращивал вешенки, это древесные грибы, которые одними из первых набрасываются на мертвые деревья. Любой, кто когда-либо пробовал есть древесину, знает, что она невероятно бедна белком.

В настоящем исследовании все 15 видов грибов Pleurotus, которые тестировала команда, обладали этой способностью. Затем они выбрали 17 видов нематод, чтобы посмотреть, сможет ли кто-нибудь пережить яд. Ни один вид нематод не смог пережить яд. Ученые пришли к выводу, что механизм паралича был сохранен эволюцией по линиям нематод, которые разошлись примерно 280-430 миллионов лет назад.

Ученые подозревали, что кальций может играть определенную роль в действии яда. Мышцы животных содержат обширные хранилища кальция. Когда нервы приказывают мышцам двигаться, высвобождается кальций и стимулирует сокращение. Когда нервы говорят им остановиться, насосы пополняют запасы кальция, и мышцы расслабляются.

Чтобы исследовать, как гриб справлялся с этим, ученые подкрасили кальций в телах червей и обнаружили, что ион затопил глотку и мышцы головы отравленных червей — и остался там. Очень быстро нейроны и мышечные клетки массово погибали.

Таким образом, грибной яд, вероятно, необратимо открывает кальциевые ворота и заклинивает кальциевые насосы, которые его заправляют. Без возможности вернуть кальций туда, где он должен быть, червь заканчивается трупным окоченением, которое вызывает смерть.

Дальнейшие испытания показали, что механизм действия яда Pleurotus отличается от механизма действия всех современных нематоцидов. Нематоды являются паразитами растений, домашнего скота и людей. И ученые уже надеются создать препарат, который поможет справиться с нематодами у людей, домашних животных и спасет сельскохозяйственные культуры от нематодного поражения.

Но вешенка не единственный гриб-охотник. Некоторые из грибов — и они совершенно не связаны с Pleurotus — также приводят нематод в кому в течение часа.

Чернильный гриб (Навозник белый), лат. Coprinus comatus.

Еще один съедобный гриб (если его собрать, пока он еще молодой и свежий). В средние века вытяжка из этого гриба в числе других компонентов шла на приготовление чернил. Отсюда его первое название. А навозником он назван потому, что в природе встречается на лугах, где пасется скот, свалках, компостных кучах, в огородах, там, где есть навоз, в том числе свежий.

Название у гриба не очень привлекательное, все-таки ухо городского жителя от таких слов корежит. Но все меняется, как только случается попробовать вкус гриба. Хотя это удается далеко не всем! Ведь навозник белый является деликатесным, то есть очень вкусным грибом.

Покадровая фотосъемка выше показывает, как происходит его охота за вкусной едой. Нематоды, питающиеся азотфиксирующими бактериями, получают гораздо больше азота, чем могут использовать. Черви выделяют большую часть избыточного азота в виде аммиака, поэтому они являются основной добычей большинства плотоядных грибов. Чернильный гриб охотится на два вида нематод, которые поражают растения — Panagrellus redivivus и Meloidogyne arenaria. При контакте с этими грибами черви повреждаются крошечными, похожими на булаву “колючими шариками” на концах коротких гифальных ветвей. Полые шипы на колючих шариках прокалывают кутикулу червя (кожу), и высокое внутреннее давление нематоды выталкивает содержимое ее тела наружу. Это механическое повреждение вместе с мощным коктейлем ядов, выделяемых шипами, убивает червя в течение нескольких минут, затем проникают в тело жертвы через раны, чтобы переварить и ассимилировать ее содержимое.

Аскомицеты, или сумчатые грибы

Эти грибы улавливают нематод с помощью различных механизмов, включая сжимающиеся и не сжимающиеся кольца гифов, которые заманивают нематод в ловушку. Было показано, что некоторые из них являются анаморфами полового аскомицета Orbilia, который растет на древесине.

Катенария (хитридиомицет)

Заражает нематод посредством плавающих спор. Хитридиомице́ты (лат. Chytridiomycota) — отдел царства грибов (Fungi). Объединяет более 120 родов и около 1000 видов. Мицелий слабо развит, основная масса таллома представляет собой т. н. плазмодий, из которого вырастают ризоидные гифы. Самые примитивные представители совершенно не имеют мицелия, и тело их в вегетативном состоянии представлено одиночной клеткой, иногда лишённой жёсткой клеточной стенки. Основа клеточной стенки хитиново-глюкановая, как и у высших грибов. Представители отдела тесно связаны с водной средой (морской и пресноводной), где паразитируют на водорослях и беспозвоночных. Могут вызывать массовую гибель водных организмов вплоть до амфибий.

Ophiocordyceps unilateralis (Кордицепс однобокий)

Есть несколько видов паразитических грибов, которые, как известно, вырастают из насекомых, включая кузнечиков. Одним из таких грибов является Ophiocordyceps unilateralis, который заражает и убивает муравьев и других насекомых, в том числе кузнечиков.

Когда насекомое заражается Ophiocordyceps unilateralis, грибок разрастается внутри тела насекомого и в конечном итоге берет на себя его поведение. Грибок манипулирует поведением насекомого, заставляя его взбираться на высокую точку, где оно в конце концов погибает. После гибели насекомого грибок продолжает расти и производить споры, которые затем могут заразить других насекомых.

По мере роста грибок может образовывать длинные тонкие стебли, выступающие из тела насекомого. Эти стебли могут содержать репродуктивные структуры гриба, в том числе спорообразующие капсулы, которые могут выделять тысячи спор в окружающую среду.

Нематофаговый гриб Arthobotrys Arthrobotrys oligospora

Arthobotrys Arthrobotrys oligospora — это анаморфный (размножающийся исключительно бесполым путем) гриб, который не производит плодовых тел (грибов). Он образует сложную трехмерную клейкую сеть из липких кольцеобразных ловушек, которые химически связываются с поверхностью кутикулы нематоды. Лектин (белок, специфичный для определенных углеводов) на поверхности сеточки необратимо соединяется со специфическим сахаром на кутикуле, образуя неразрывную связь. Независимо от того, как сильно червь борется, он не может разорвать эти связи или убежать.Безусловно, самый распространенный и распространенный из всех грибов-ловушек нематод, A. oligospora обитает в почве, экскрементах животных и даже в пресной и морской воде, где он питается гниющей растительностью. Он выпускает свои липкие сетки только при появлении нематод, которые гриб может обнаружить по запаху червей. Черви выделяют семейство химических феромонов, называемых аскарозидами, которые они используют для общения друг с другом, контроля своей численности и поиска партнеров. Таким образом, грибы не тратят впустую энергию и ресурсы, необходимые для создания ловушек. Разные грибы-ловушки для нематод реагируют на разные наборы аскарозидов в зависимости от предпочитаемого ими вида нематод, но сюжет еще больше усложняется. Некоторые бактерии выделяют большое количество мочевины, которая диффундирует через почву и поглощается грибком. Затем грибы превращают его в аммиак, который стимулирует выработку их адгезивных сетей. Мочевина также привлекает нематод, число которых увеличивается, поскольку они питаются бактериями. В ответ бактерии увеличивают выработку мочевины, что стимулирует грибок производить больше клейких сеток для улавливания нематод и контроля их численности. Таким образом, бактерии ловко используют грибы для собственной защиты от червей! В конечном счете, аммиак, выделяемый нематодами, питающимися бактериями, обеспечивает азот, необходимый грибам.

Грибок, который убивает лассо Dreschlerella anchonia

Некоторые грибы, убивающие нематод, такие как Dreschlerella anchonia, создают лассо, чтобы поймать добычу. Они производятся тремя клетками на специализированной гифальной ветви, образуют круг и сливаются, образуя крошечное сужающееся кольцо, всего 0.03 мм в диаметре. Нематода, попадающая в одно из этих колец, механически разрывает линию слабости вдоль внутренних стенок клеток, образующих кольцо. Внутреннее осмотическое давление клеток заставляет воду снаружи проникать через разрыв, заставляя их набухать и увеличивать свой объем в три раза за десятую долю секунды. Раздутое кольцо сжимает беспомощного червя в тугой петле, из которой невозможно вырваться. Извивание червя часто приводит к его попаданию во вторую петлю, как показано выше. После поимки червя из кольцевых клеток выходят инвазивные гифы, которые проникают в тело жертвы и переваривают его живьем изнутри. Очень ранняя версия гриба, убивающего нематод, который использовал сжимающие кольца, была обнаружена в куске окаменелого янтаря возрастом 100 миллионов лет с юго-запада Франции. Он жил во времена среднего мелового периода, когда гигантские динозавры все еще бродили по планете, а летающие рептилии правили небом. Но в отличие от своих современных аналогов, эти кольца были образованы одной ячейкой вместо трех и были еще меньше (всего 0,015 мм) в поперечнике.

Грибы Haptoglossa mirabilis (Гаптоглоссе)

Самая сложная грибковая клетка, известная науке, принадлежит паразиту под названием Haptoglossa mirabilis. Попадаются в янтаре, уже в меловом (70 миллионов лет), и сумчатые хищные грибы. С помощью клейких петель такие грибы способны хватать и душить почвенных круглых червей, коловраток и тихоходок. Интересно, что похожие петли встречаются и в отложениях возрастом миллиард лет. Уж не были грибы первыми на Земле хищниками? А некоторые грибы, подобные гаптоглоссе (Haptoglossa mirabilis), способны поражать свои жертвы, тех же тихоходок, на расстоянии: они вооружены подобием мортиры, заряженной складным гарпуном, в основании ствола которой расположена вакуоль с высоким внутренним давлением. Когда потенциальная жертва касается гриба, в нее за десятую долю секунды разряжается несколько мортир, гарпуны пробивают стенку тела, разворачиваются, и гриб врастает в добычу.

Вторая группа оомицетов рода Haptoglossa производит инфекционные “гарпунные клетки”. Эти орудия для уничтожения нематод, находящиеся под давлением, запрограммированы на приклеивание к поверхности стволом вверх. Когда нематода натыкается на нее, линия слабости разрывается, задействуя гарпун, который впрыскивает достаточное количество спор Haptoglossa, чтобы остановить гибель червя. Хотя похожий аппарат, как известно, обнаружен в стрекательных клетках медуз и кораллов, это, по-видимому, совершенно независимое изобретение с тем же принципом действия эволюция просто пошла похожими путями.

Пушка Гаптоглоссы имеет больше общего с механическими катапультами, требушетами и баллистами греков и римлян, чем с современными пушками, использующими порох. Он опирается на физику, а не на химию, для получения энергии. Пистолет закреплен толстым слоем клея, который поднимается под небольшим углом и фиксирует оружие во время стрельбы. В основании пушки находится гигантская водяная вакуоль — по сути, большой герметичный воздушный шар, наполненный водой. Он и вся остальная часть клетки поддерживаются клеткой под высоким давлением. Однако после выстрела шипы выдвигаются вперед и предотвращают выскальзывание гарпуна из борющейся цели. Цель гарпуна — проколоть кожу животного-хозяина. Но сам по себе гарпун относительно безвреден. Смертоносная работа пистолета выполняется тем, что следует за ним. Если пистолет выстрелил успешно, споридий окажется внутри коловратки или нематоды, но все равно будет прикреплен к пистолету снаружи. Поскольку животное изо всех сил пытается вырваться из клетки, которая пронзила его, споридий обычно отрывается от орудийной клетки, и животное ускользает, ничего не понимая. Но оно уже обречено.

Пусть никто не говорит, что люди единственные на Земле в создании элегантных, ужасающих артиллерийских орудий. Судьба, уготованная нематодам и коловраткам, которые пасутся на этом оружии, не из приятных. Они будут заколоты, введены, а затем съедены заживо изнутри одной или несколькими опухолевидными клеточными массами, прежде чем паразит прорастит трубки, которые прорвутся сквозь кожу их хозяина и выбросят двухвостые плавающие споры, как спасательные капсулы с умирающего звездного крейсера. Получить пулю от Haptoglossa будет не лучшим днем маленького существа.

О других необычных грибах вы можете прочитать на нашем сайте