Мастера выживания в Мертвом море

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 оомикот (царство Chromista), мукоромикотин, аскомикот и базидиомикот (базидиомицет). 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 3-го 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.

Один шляпочный гриб под водой

Из правила, согласно которому водные грибы совершенно не похожи на белые грибы, грибы-зонтики или лисички, существуют, однако, и исключения. В 2005 году был открыт удивительный представитель подводного грибного царства, который выглядит как «нормальный» гриб и действительно живет под водой [21]. Пять лет спустя Роберт Коффен назвал необычный вид Psathyrella aquatica. Молекулярные исследования подтвердили самостоятельность этого вида, и ученые из Международного института исследования видов поместили его на первое по важности место в десятке других видов, описанных в 2011 году. Psathyrella aquatica на первый взгляд ничем не отличается от прочих шляпочных грибов, но он – единственный известный науке вид гриба, который на полуметровой глубине в проточной воде образует плодовые тела. Они существуют под водой долго, а значит, способны выдерживать напор течения. Под водой они выделяют темные споры.

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.

Морские грибы – не плод воображения

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 аскомицет и 8 дейтеромицет. Очень скоро были описаны 450 видов морских грибов, из них, в частности, семь родов и десять видов базидиомицет, а также 177 родов и 360 видов аскомицет.

Будучи тогда молодым биологом, я, несмотря на изучение океанографии, знал о морских грибах ровно столько же, сколько и мои коллеги, то есть фактически ничего. Именно Карстен Шауманн, который положил начало этому направлению – морской микологии, – в 2000 году приобщил меня к тайнам морских представителей царства Fungi. Я очень гордился, что мне было позволено участвовать вместе с мэтром в написании главы о морских грибах в книге, посвященной биологии Средиземного моря [22]. С тех пор морские грибы прочно держат меня в плену, и поэтому нет ничего удивительного, что я должен был хотя бы вкратце упомянуть их в моей книге – именно потому, что они выглядят совершенно не так, как мухоморы, которых мы видим во время лесных прогулок, и прежде всего потому, что большинство читателей узнает об этих грибах впервые. По состоянию на 2016 год обнаружено 1370 видов морских грибов, из них 979 аскомицет, 56 базидиомицет, 40 хитридиомицет и других не определенных пока таксонов.