Кира Столетова
На нашей планете все взаимосвязано. Ярким примером тому служит понятие грибокорень. Если это слово разобрать, то оно подразумевает жизнь гриба на корне растений. Это один из важных этапов симбиоза, что подразумевает жизнь представителя одного класса за счет другого и имеет определение микориза. Но так в природе бывает не всегда. Некоторые грибы не образуют микоризы и развиваются самостоятельно.
Что такое грибокорень
Само понятие заложено в слово. Это один из фактов существования совместного тандема между представителями грибов и растений: гриб развивается на корнях деревьев и кустарников, он образует грибницу, которая проникает в толщу коры растения.
Существует несколько типов микоризных грибов, которые могут развиваться как на поверхностных слоях, так и проникать непосредственно в толщу корня, иногда пронзая его насквозь. Особенно это касается кустарников.
Гриб питается за счет своего «хозяина» — и это неоспоримый факт. Но если проводить детальные исследования, то можно подчеркнуть выгоду для каждой из сторон.
При этом сам гриб также помогает растению нормально развиваться, обеспечивая его необходимыми питательными составляющими. Он делает корни растения более рыхлыми, за счет того, что переплетены мицелием. Пористая структура позволяет в большем количестве впитывать растению влагу и, соответственно, дополнительные питательные вещества.
При этом есть и дополнительное качество – способность добывать питательные вещества из разных видов почв. В результате, когда дерево не способно получить необходимые компоненты из окружающей среды, микоризный гриб приходит на помощь, доставляя для себя и своего хозяина дополнительную порцию для жизни и развития. Что не даст обеим представителям усохнуть.
Разновидности
Следующие грибы образуют микоризу с корнями:
- Myccorisa ectotrophyca – распространяется только в верхних слоях;
- Myccorisa endotrophyca – мицелий развивается в толще корня, иногда пронзая тело практически насквозь;
- Еctotrophyca, endotrophyca мyccorisa (мешанный тип) – характеризуется особенностью каждого из верхних видов, распространяя свою грибницу как на поверхности, так и в толще корню;
- Peritrophyca мyccorisa– является упрощенной формой симбиоза и одновременно новым этапом в развитии. Представляет собой размещения вблизи корня без проникновения отростков.
Какие грибы образуют микоризу с корнями
В группу вышеперечисленных типов входят многие представители съедобных и несъедобных классов:
- Голосеменные;
- Однодольные;
- Двудольные.
Их представителями считаются любимые всеми белые грибы, подосиновики, опята, лисички, подберезовики. Некоторые виды грибов получили свое название как раз за счет распространения на определенном представителе растений. К примеру, осина и подосиновик, береза и подберезовик, а также другие.
Стоит отметить, что представитель ядовитого класса, мухомор, образует свой мицелий на поверхности хвойных деревьев. И хоть он и не съедобен, своего «хозяина» обеспечивает питательными составляющими на 100%.
Грибы, не образующие микоризу
Заключение
В мире существуют и грибы, не образующие микоризу, и те, что образуют её. Среди всех перечисленных видов есть как съедобные, так и ядовитые. Но необходимо понимать, что каждый представитель очень важен, он выполняет определенные функции в природе и без него, возможно, не происходило бы каких-то жизненно важных биологических процессов.
Из определения термина микориза, данного в начале раздела, следует, что это симбиоз грибов с корнями высших растений.
В связи с этим симбиотрофные грибы, участвующие в образовании микориз, называются микоризными грибами, или микоризообразователями. Выделенные из микориз в культуру эти грибы (Шемаханова, 1962) не образуют каких-либо органов размножения, по которым можно было бы непосредственно определить их систематическое положение. Поэтому для определения микоризных грибов и связи их с той или иной древесной породой или другим растением в разное время применялись различные методы.
Наиболее простой метод прямого наблюдения в природе основан на внешней связи, существующей между микоризой и напочвенными, главным образом шляпочными грибами. Связи грибов с растениями подмечены давно, и на этой основе даны названия грибов по дереву в лесу, под которым они растут, например: подберезовики, или березовики,- под березой; подосиновики, или осиновики,- под осиной. О тесной связи грибов с растениями свидетельствует гриб паутинник (Cortinarius hemitridus), который, по меткому выражению Е. Мелина - выдающегося исследователя микориз древесных пород,- следует за березой, как «дельфин за кораблем». Наблюдения в природе послужили исходными пунктами для последующих исследований и не потеряли своего значения до сих пор, как подсобный метод.
Микоризообразующие грибы определяются по гифам грибов, как произрастающих в природных условиях, так и выращенных в чистой культуре, серологическим методом, методом полустерильных и стерильных культур. В процессе применения методы видоизменялись, совершенствовались. Например, для определения видов микоризообразователей предложен метод идентификации микоризной грибницы с почвенной грибницей грибов, считающихся микоризообразующями (Ванин и Ахремович, 1952). Наиболее точным и достоверным в решении вопроса о действительном участии тех или иных грибов в образовании микориз имеет метод чистых культур грибов и метод стерильных культур микориз.
Применяя различные методы исследования и особенно метод чистых культур, ученые определили состав микоризообразующих грибов для многих древесных пород: сосны, ели, лиственницы, дуба, березы и других хвойных и лиственных пород.
Многие ученые в нашей стране и за рубежом составили списки грибов-микоризообразователей различных лесных древесных пород. При этом разные авторы приводят то большее, то меньшее число грибов, принимающих участие в образовании микориз той или иной породы.
В отношении систематического состава грибов, участвующих в образовании эктотрофных микориз, все исследователи считают, что грибы-микоризообразователи принадлежат преимущественно к порядкам афиллофоровых (Aphillophorales) и агариковых (Agaricales) класса базидиальных грибов (Basidiomycetes). При этом наиболее часто называют роды грибов, образующих эктотрофную микоризу древесных пород: Amanita, Boletus, Cantharellus, Hebe — loma, Lactarius, Tricholoma и др. В образовании микориз принимают участие представители порядка гастеромицетов (Gasteromycetales) из базидиальных грибов, например, Geaster, Rhisopogon; из класса сумчатых грибов (Ascomycetes), например, Gyromitra, Tuber; из несовершенных грибов (Fungi inperfecti), например, Phoma, а также из других систематических категорий.
О составе грибов-микоризообразователей, приуроченности их к некоторым главным древесным породам, произрастающим на территории Советского Союза, свидетельствует не полный список, составленный преимущественно по опубликованным материалам.
Приведенный список грибов, образующих эктотрофную микоризу с корнями некоторых древесных пород, свидетельствует о том, что их количество у разных пород различно. У сосны насчитывается 47 видов микоризообразующих грибов, у дуба-39, у пихты - 27, у березы - 26 и у ели - 21 вид. При этом в составе микоризных грибов имеются грибы как из группы порядков гименомицетов и гастеромицетов класса базидиамицетов, так и из класса сумчатых грибов. У других древесных пород микоризных грибов меньше, например, у лиственницы их насчитывается только 15 видов, у осины 6 видов, а у липы еще меньше - 4 вида.
Кроме количественного состава по породам и принадлежности к определенным систематическим категориям, грибы-микоризообразователи различаются по биологическим особенностям. Так, микоризные грибы различаются по степени приуроченности их в своем развитии на корнях определенных растений, по специализации.
Большинство грибов, участвующих в эктотрофной микоризе, не специализированы на одном каком-либо растении-хозяине, а об-разуют микоризу с многими видами древесных пород. Например, красный мухомор (Amanita muscaria Quel.) способен образовывать микоризу с многими хвойными и лиственными древесными породами. Мало специализированы некоторые виды Boletus, Lactarius, Russula, плодовые тела которых часто встречаются в сочетании с определенными видами лесных деревьев. Например, масляник поздний (Boletus luteus L.-Ixocomus) произрастает в сосновом и еловом лесу и приурочен к образованию микоризы на сосне: березовик (Boletus scaber Bull. var. scaber Vassilkov-Krombholzia) образует микоризу преимущественно на корнях березы.
Наименее специализирован среди всех микоризообразователей лесных деревьев неразборчивый Cenoccocum graniforme. Этот гриб обнаружен в корневой системе сосны, ели, лиственницы, дуба, бука, березы, липы и других 16 древесных растений (Дж. Харли, 1963). Об отсутствии специализации и неразборчивости по отношению к субстрату ценококка указывает широкое распространение его даже в почвах, на которых не растет ни один из известных хозяев гриба. Другие неспециализированные грибы, например, козляк (Boletus bovinus L.-Ixocomus) и березовик обыкновенный (Воletus scaber Bull. var. scaber Vassilkov-Kroincholzia) могут находиться в почве в виде мицелиальных тяжей или ризоморфов.
Малая специализация микоризных грибов проявляется еще и в том, что иногда на корнях одних и тех же видов деревьев в естественных условиях леса эктотрофную микоризу образуют несколько грибов-микоризообразователей. Такую эктотрофную микоризу корня одного дерева или ответвления корня, образованную различными грибами-симбионтами, некоторые ученые называют множественной инфекцией (Левисон, 1963). Как у большинства микоризных грибов нет строгой специализации по отношению к виду растений, так и у растений-хозяев нет специализации по отношению к грибам. Большинство видов растений-хозяев может образовывать микоризы с несколькими видами грибов, т. е. одно и то же дерево может быть одновременно симбионтом нескольких видов грибов.
Таким образом, состав грибов, образующих эктотрофную микоризу, разнообразен по систематическому признаку и биологическим особенностям. Большинство их принадлежит к мало специализированным неразборчивым формам, образующим микоризу с хвойными и лиственными древесными породами и встречающимся в почве в виде мицелиальных тяжей и ризоморф. Только у некоторых микоризных грибов выявлена более узкая специализация, ограниченная одним родом растения.
Не менее разнообразен состав грибов, образующих эндотрофную микоризу. Грибы эндотрофной микоризы относятся к разным систематическим категориям. Здесь прежде всего различают эндотрофную микоризу, образованную низшими грибами, у которых мицелий неклеточный, несептированный, и высшими грибами с многоклеточным, септированным мицелием. Эндотрофную микоризу, образованную грибами с несептированным мицелием, иногда называют фикомицетной микоризой, так как несептированный мицелий имеется у низших грибов класса фикомицетов (Phycomycetes). Для мицелия фикомицетной микоризы характерна большая величина диаметра гиф, эндофитное его распределение в тканях корня растения и образование внутри тканей арбускул и везикул. По этому признаку эндотрофную микоризу иногда называют еще везикулярно-арбускулярной микоризой.
В формировании фикомицетной эндотрофной микоризы принимает участие группа грибов Rhizophagus, состоящая из двух фикомицетов Endogone и Pythium, которые сильно отличаются друг от друга культуральными и другими признаками.
Состав грибов эндофитной микоризы с септированным мицелием меняется в зависимости от типа микоризы и группы растений, с корнями которых она образована. Орхидные (Orchidaceae) давно привлекли внимание ботаников своим разнообразием форм, способов размножения и распространения, экономической ценностью. Эти грибы исследованы и с точки зрения микоризы, так как все представители этого семейства подвержены заражению грибами и со-держат мицелий грибов в клетках коры своих поглощающих органов. Грибы орхидных во многих отношениях составляют обособленную группу: они имеют септированный мицелий с пряжками, и по этому признаку относятся к базидиальным грибам. Но так как у них не образуются в культуре плодовые тела, то они отнесены к несовершенным стадиям, роду Rhizoctonia-Rh. lenuginosa, Rh. repens и др.
В разное время из семян и взрослых растений орхидеи выделено и описано много видов Rhizoctonia, в том числе совершенных стадий базидиальных грибов, например Corticium catoni. Мицелий базидиальных грибов с пряжками, выделенный из орхидных, по плодовым телам и другим признакам относят к тому или иному роду. Например, Marasmius coniatus образует микоризу с Didymoplexis, a Xeritus javanicus с видами Gastrodia. Опенок (Armillaria mellea Quel) не образует пряжек, но его легко определить в вегетативной форме по ризоморфам. Он является микоризообразователем у лианы галеола (Galeola septentrional is), гастродии (Gastrodia) и у других орхидных.
Грибы вересковых (Ericaceae) первоначально были выделены из корней брусники (Vaccinium vitis idaea), вереска (Erica carnea) и подбела (Andromedia polifolia). В культуре эти грибы образовывали пикниды и получили название Phoma radicis с 5 расами. Каждая раса была названа по имени того растения, из которого ее выделили. Впоследствии было доказано, что этот гриб является микоризообразователем вересковых.
О грибах, образующих перитрофную микоризу, известно очень мало. По всей вероятности, сюда можно причислить некоторые почвенные грибы, которые могут встречаться в ризосфере разных видов деревьев в различных почвенных условиях.
Тесты
610-1. У каких организмов тело представлено мицелием?
А) водорослей
Б) бактерий
В) грибов
Г) простейших
Ответ
610-2. Вегетативное размножение у грибов осуществляется с помощью
А) спор
Б) гамет
В) грибницы
Г) плодовых тел
Ответ
610-3. Плодовое тело характерно для
А) Бактерий
Б) Грибов
В) Простейших
Г) Водорослей
Ответ
610-4. Плесневый гриб пеницилл состоит из
А) разнообразных тканей и органов
Б) безъядерных клеток, на которых располагаются спорангии
В) многоклеточной грибницы и кистевидных спорангиев
Г) многоклеточной грибницы и плодового тела
Ответ
610-5. Какой из приведённых ниже представителей относится к царству грибов?
А) сфагнум
Б) стрептококк
В) пеницилл
Г) хлорелла
Ответ
610-6. Какие грибы не образуют микоризы с древесными растениями?
А) подосиновики
Б) подберёзовики
В) лисички
Г) трутовики
Ответ
610-7. Рассмотрите рисунок. Какой буквой на нём обозначена грибница?
Ответ
610-8. Какую функцию выполняет шляпка плодового тела у подберёзовика?
А) служит для привлечения животных и человека
Б) улавливает солнечную энергию, обеспечивая фотосинтез
В) является местом образования спор
Г) обеспечивает воздушное питание
Ответ
610-9. Какие из перечисленных ниже грибов не образуют микоризы?
А) трутовики
Б) подосиновики
В) подберезовики
Г) белые
Ответ
610-10. Что такое гифы?
А) нити, составляющие тело гриба
Б) органы спороношения гриба
В) органы прикрепления гриба к субстрату
Г) фотосинтезирующая часть лишайника
Ответ
610-11. Рассмотрите микрофотографию плесневого гриба-мукора. Что содержится в черных шариках у этого гриба?
А) питательные вещества
Б) вода с минеральными солями
В) микроскопические споры
Г) микроскопические семена
Ответ
610-12. Какой гриб относят к трубчатым?
А) сыроежка
Б) подберёзовик
В) осенний опёнок
Г) шампиньон
Ответ
610-13. Какую функцию выполняет плодовое тело гриба подосиновика?
А) структурную
Б) трофическую
В) выделительную
Г) генеративную
Ответ
610-14. При сборе грибов важно не повредить грибницу, так как она
А) служит местом образования спор
Б) служит пищей для животных, обитающих в почве
В) поглощает из почвы растворенные в воде питательные вещества
Г) скрепляет комочки почвы и защищает её от эрозии
Ответ
610-15. Поселяясь на пнях, опята используют их для
А) привлечения насекомых-опылителей
Б) получения готовых органических веществ
В) получения энергии из неорганических веществ
Г) защиты от болезнетворных бактерий
Ответ
610-16. Почему на гнилом пне часто можно встретить большое количество опят?
А) гниющий пень выделяет тепло, которое активизирует рост опят
Б) гниющий пень выделяет тепло, которое активизирует размножение опят
В) опята питаются органическими веществами отмершего растения
Г) грибница опят образует микоризу с корнями пня
Ответ
610-17. Почему белые грибы часто можно найти в дубовом лесу?
А) В дубовом лесу много света.
Б) Белые грибы с корнями дубов образуют микоризу.
В) У белых грибов в дубовом лесу нет конкурентов.
Г) В дубовом лесу отсутствуют животные, которые питаются белыми грибами.
Грибы - удивительные растения, питающиеся отлично от всего растительного мира и использующие другие способы размножения. Грибковые обладают широким спектром действия - от провоцирования заболеваний до борьбы с ними (как пенициллин). Некоторые грибы могут стать замечательной находкой грибника, другие и вовсе, на первый взгляд, незаметны для человека.
Среда обитания
Принято считать, что грибы, словно губка, впитывают в себя все негативные воздействия окружающей среды. Именно потому важно собирать их в пищу из экологически чистых районов либо использовать выращенные искусственным способом. Но не все грибы произрастают на земле. Часто в природе можно встретить такое явление как грибные обитатели деревьев. И если обычная вешенка является вкусным продуктом, то многие другие спутники деревьев непригодны в пищу и имеют другое назначение.
Подробнее о том, что такое микориза
Грибы, живущие на деревьях различны. Они имеют свои названия и отличительные черты. В разной степени оказывают воздействие на представителей высшего класса, которых избрали местом собственного проживания.Микориза растений -это не вид грибов и не сами грибы. Это скорее некий процесс.
Влияние симбиоза на растения
Взаимная выгода
Они, в свою очередь, обеспечивают растение, являющееся их домом, полезными веществами. Происходит это так: корни, испещренные мицелием, становятся более рыхлыми, вследствие чего способны впитать больше влаги, а также других питательных веществ, включая азот, минеральные соли, ферменты и витамины.
Виды грибокорня
В зависимости от вариантов условий симбиоза, различаюттипы микоризы:
- Эктотрофный или наружный. Он характеризуется оплетанием поверхностной коры растений.
- Эндотрофный (внутренний). Представляет собой проникновение мицелия гриба во внутренние ткани корней.
- Фикомицетный тип. Характеризуется полным пронизыванием корневищ грибами.
- При эуэктотрофном типе симбиоз способен вызвать отмирание волосков корневищ.
- Эктоэндотрофный тип указывает на внедрение гриба и в сами клетки коры.
- Эрикоидный тип подразумевает последующее переваривание растением клубков, образованных грибом.
Каждый из типов характерен определенным видам растений. Деревья и кустарники подвержены преимущественно одному варианту микоризы. Но могут быть и носителями нескольких видов грибов одновременно.
Поскольку все грибы приспосабливаются к жизни по-разному, то всем им свойственен свой вид существования. Среда обитания их обусловлена необходимостью питаться. Именно потому на голой почве без растительности никогда не увидишь ни одного гриба.
Не все микоризные грибы растут на корнях деревьев, хотя встретить их можно зачастую именно под деревьями.
Микоризу образует множество знакомых нам грибов. Это всеми любимые и вкусные — белые грибы, лисички, подосиновики, подберезовики, опята и другие. Ядовитые грибы также являются микоризными и питают растения.
Практически все хвойные деревья являются микоризными растениями. Микориза корня присуща также березе, которая при этом заключает союз с подберезовиком. Подобное сосуществование можно наблюдать и между сосной и масленком, осиной и подосиновиком, буком и лисичками, грабом и белым грибом. Мухомор при этом предпочитает березу и ель. Поддубовик может расти, как под деревьями, так и, подобно вешенке, на их стволах. Энтолому садовую можно встретить не только под плодовыми деревьями, такими как слива, абрикос, но и под лесными кустарниками шиповника и боярышника. Березы и хвойные растения предпочтительны для большинства грибов. Потому около данных деревьев можно встретить различных обитателей названного семейства.
Микоризные грибы не могут существовать без корней деревьев, кустарников или травянистых растений. При воздействии мицелия на корни высших растений происходит трансформация корневища, но подобные деформации совершенно безвредны для растения. Этот симбиоз существует на протяжении не одной тысячи лет, о чем свидетельствуют окаменевшие породы древних растений. Исходя из этих находок, становится очевидным, что это еще одна из совершенных задумок природы. И рассчитано все таким образом, что сосуществование гриба и растений несет лишь пользу обоим представителям.
Искусственно созданная микориза
Лесные грибы в полной мере обеспечивают питанием дикую растительность. Помогая высшим растениям питаться, активнее насыщаясь органическими веществами из почвы, грибы приносят им неоценимую пользу. И потому, помня,что такое микоризаоказывает действие на всех представителей растительных, люди подчас сами стараются обеспечить подобным симбиозом растения. Ведь на садовых участках у растений нет возможности взаимодействия с грибами.
К тому же существуют некоторые растения и даже цветы, питание которых происходит именно за счет микоризы, а потому без необходимых грибов их существование невозможно.
Желая помочь своим растениям, можно подселить к ним полезного сожителя для симбиоза. При этом используют мицелий или грибные споры. Не всегда есть возможность обеспечить растения необходимым питанием. Но использование микоризы может стать хорошим вариантом для снабжения любимых растений всеми необходимыми веществами.
В настоящее время на нашей земле произрастает около 300 тысяч видов растений, из которых 90% (по другим сведениям даже больше) живут в тесном содружестве с грибами, причем это не только деревья и кустарники, но и травы.
Такое взаимоотношение растений с грибами в научном мире получило название микориза (т.е. грибокорень; от греч. mykes – гриб, rhiza – корень). В настоящее время только небольшая часть растений (а это отдельные виды из семейства амарантовых, маревых, крестоцветных) могут обходиться без микоризы, тогда как большинство из них в той или иной степени взаимодействуют с грибами.
Некоторые растения вообще не могут обходиться без грибов. К примеру, в отсутствии грибов-симбионтов семена орхидей не прорастают. Орхидеи на протяжении всей своей жизни получают питание за счет микоризы, хотя имеют фотосинтетический аппарат и могут самостоятельно синтезировать органические вещества.
Первые, кто обратил внимание на необходимость грибов для растений – были лесоводы. Ведь хороший лес всегда богат грибами. О связи грибов с теми или иными деревьями указывают их названия – подосиновики, подберезовики и др. На практике лесоводы столкнулись с этим лишь при искусственном лесоразведении. В начале ХХ века были предприняты попытки посадить лес на степных землях, особенно это касалось посадки ценных пород – дубов и хвойных деревьев. В степях микориза на корнях древесных сеянцев не образовалась, и растения погибали. Одни сразу же, другие – через несколько лет, третьи – влачили жалкое существование. Тогда ученые предложили при посадке вместе с саженцами вносить лесную почву с участков, где произрастали эти растения. Растения в этом случае начинали расти значительно лучше.
То же самое происходило и при посадке деревьев на терриконах, отвалах при разработке рудных месторождений, при рекультивации загрязненных территорий. Сейчас доказано, что внесение лесной почвы (а вместе с ней гифов грибов) благоприятно сказывается на приживаемости молодых деревьев и служит важным условием успешного их выращивания в безлесных районах. Выявлена также возможность стимулирования микоризообразования за счет присутствующих в почвах местных грибов, путем подбора ряда агротехнических приемов (рыхления, полива и др.). Отработан также способ внесения чистых культур грибов-микоризообразователей совместно с саженцами и семенами.
На первый взгляд может показаться, что грибы обитают только в лесах и богатых органическим веществом почвах. Однако это не так, они встречаются во всех видах почв, в том числе и пустынях. Мало их только в почвах, где злоупотребляют минеральными удобрениями и гербицидами, и совершенно нет в почвах, лишенных плодородия и обработанных фунгицидами.
Споры грибов настолько малы, что разносятся ветром на большие расстояния. В благоприятных условиях споры прорастают и дают начало жизни новому поколению грибов. Особенно благоприятны для развития грибов влажные богатые органическим веществом почвы.
Все ли грибы могут образовывать микоризу, т.е. жить вместе с растениями? Среди огромного разнообразия грибов (а их по разным оценкам 120-250 тысяч видов) около 10 тысяч видов – фитопатогены, остальные – грибы-сапрофиты и микоризообразователи.
Грибы – сапрофиты обитают в поверхностном слое почвы, среди большого количества мертвого органического вещества. Они имеют специальные ферменты, которые позволяют им разлагать растительный опад (в основном целлюлозу и лигнин), и, соответственно, обеспечивать себя пищей. Роль грибов-сапрофитов трудно переоценить. Они перерабатывают огромную массу органических остатков – листья, хвою, ветви, пни. Они являются активными почвообразователями, поскольку перерабатывают огромное количество отмершей растительности. Грибы освобождают поверхность почвы и подготавливают ее к заселению новых поколений растительности. Высвобожденные минеральные вещества вновь потребляются растениями. Грибы-сапрофиты в изобилии населяют лесную подстилку, торфяные болота, перегной, почвы богатые органическим веществом. Лесные почвы сплошь пронизаны мицелием этих грибов. Так, в 1 грамме почвы длина гифов этих грибов достигает километра и более.
Микоризные грибы таких ферментов не имеют, из-за чего они не могут конкурировать с грибами, разлагающими отмершую растительность. Поэтому они приспособились к совместному существованию с корнями растений, где получают необходимую им пищу.
Что из себя представляет микориза, и какие грибы ее образуют? Гриб своими нитями (гифами) оплетает корень, образуя там своеобразный чехол толщиной до 40 мкм. От него во все стороны тянутся тончайшие нити, пронизывающие почву на десятки метров вокруг дерева. Одни виды грибов остаются на поверхности корня, другие прорастают внутрь него. Третьи представляют переходную форму, среднюю между ними.
Микориза, которая оплетает корень, характерна для древесных растений и многолетних трав. Образуют ее, главным образом, шляпочные грибы: подосиновики, подберезовики, белые грибы, сыроежки, мухоморы, бледная поганка и др. То есть, как съедобные, так и ядовитые для человека грибы. Для растений все грибы полезны и необходимы, независимо от их вкуса. Поэтому ни в коей мере нельзя уничтожать грибы, в том числе и ядовитые.
Шляпочные грибы, такие как вешенки, опята, шампиньоны, зонтики, навозники, являются сапрофитами (т.е. питаются древесиной, навозом или другим органическим веществом), микоризу не образуют.
Грибы, которые мы собираем в лесу, это плодовые тела микоризы. Грибы чем-то напоминают айсберг, верхушечная часть которого представлена плодовыми телами (грибами в бытовом понимании), необходимыми для образования и распространения спор. Подводная часть айсберга – это микориза, которая оплетает своими нитями корни растений. Тянется она порой на десятки метров. Об этом можно судить хотя бы по размерам «ведьминых колец».
У других грибов гифы проникают внутрь ткани и клетки корня, получая оттуда для себя питание. Это осуществляется не без участия растения, т.к. в этом случае легче осуществляется процесс передачи питательных веществ. В присутствии таких грибов корни растений претерпевает значительные морфологические изменения, они усиленно ветвятся, образуя специальные выпячивания и выросты. Это происходит под действием выделяемых грибами ростовых веществ (ауксинов). Это самый распространенный тип микоризы у травянистых растений и некоторых древесных (яблонь, клена, вяза, ольхи, брусники, вереска, орхидных и др.).
Одни растения, такие как орхидеи, вереск нормально могут развиваться лишь в присутствии микоризных грибов. У других (дуб, береза, хвойные, граб) – микотрофия встречается практически всегда. Имеются растений (акация, липа, береза, некоторые плодовые деревья, многие кустарники), которые могут нормально развиваться как с грибами, так и в их отсутствии. Во многом это зависит от наличия питательных веществ в почве; если их много, то необходимость в микоризе отпадает.
Между растением и грибами устанавливается прочная связь, причем очень часто для определенных групп растений характерны и определенные виды грибов. У большинства растений-хозяев нет строгой специализации по отношению к грибам. Они могут образовывать микоризы с несколькими видами грибов. К примеру, на березе развивается подберезовик, белый гриб, красный гриб, волнушка, грузди, сыроежки, мухомор красный и другие. На осине – подосиновик, сыроежки, груздь осиновый. На разных видах ели – масленок, белый гриб, рыжик, подгруздь желтый, виды сыроежек и паутинников, разные виды мухоморов. На сосне – белый гриб, польский гриб, масленок настоящий, масленок зернистый, моховик, сыроежка, рыжик, мухомор. Однако имеются растения, которых «обслуживает» всего один гриб. Например, масленок лиственничный создает микоризу только с лиственницей.
В то же время имеются и, так называемые универсальные грибы (среди которых, как ни странно – красный мухомор), которые способны создавать микоризы со многим деревьями (как хвойными, так и лиственными), кустарникам и травами. Количество грибов, которые «обслуживают» те или иные деревья, различно. Так у сосны их насчитывается 47 видов, у березы – 26, у ели – 21, у осины – 8, а у липы – всего лишь 4.
Чем же все-таки полезна микориза высшим растениям? Мицелий гриба заменяет растению корневые волоски. Микориза является как бы продолжением самого корня. При появлении микоризы у многих растений из-за отсутствия надобности корневые волоски не образуются. Микоризный чехол с отходящими от него многочисленными грибными гифами существенно увеличивает поверхность всасывания и снабжения растений водой и минеральными веществами. К примеру, в 1 см 3 почвы, окружающей корень, общая протяженность нитей микоризы составляет 20-40 метров, причем они порой уходят в сторону от растения на десятки метров. Поглощающая поверхность разветвленных нитей гриба в микоризе в 1000 раз больше поверхности корневых волосков, благодаря чему резко увеличивается извлечение элементов питания, а также воды из почвы. У микоризных растений наблюдается более интенсивный обмен питательными элементами с почвой. В грибном чехле аккумулируются в большом количестве фосфор, азот, кальций, магний, железо, калий и другие минеральные вещества.
Нити (гифы) грибов намного тоньше корневых волосков и составляют около 2-4 мкм. За счет этого они могут проникать в поры почвенных минералов, где имеются мельчайшие количества поровой воды. В присутствии грибов растения значительно лучше переносят засуху, ведь грибы добывают воду из мельчайших пор, откуда растения получить ее не могут.
Гифы грибов выделяют в среду различные органические кислоты (яблочную, гликолевую, щавелевую) и способны разрушить почвенные минералы, в частности известняки, мрамор. Им по «зубам» даже такие прочные минералы, как кварц, гранит. Растворяя минералы, они добывают из них минеральные элементы питания растений, в том числе такие, как фосфор, калий, железо, марганец, кобальт, цинк и др. Растения без грибов самостоятельно неспособны добывать эти элементы из минералов. Эти минеральные вещества находятся в микоризе в комплексе с органическими веществами. За счет этого у них понижена растворимость, и они не вымываются из почвы. Таким образом, сбалансированное питание растений, которое обеспечивается развитием микоризы, стимулирует их гармоничное развитие, что сказывается на продуктивности и способности противостоять неблагоприятным факторам среды.
Кроме этого гифы грибов обеспечивают растения витаминами, гормонами роста, некоторыми ферментами и другими полезными для растений веществами. Особенно это важно для некоторых растений (к примеру, кукурузы, лука), у которых отсутствуют корневые волоски. Многие виды микоризных грибов выделяют антибиотики и, тем самым, защищают растения от патогенных микроорганизмов. Антибиотиками они защищают свою среду обитания, а вместе с ней и корень растения. Многие грибы образуют и выделяют в среду стимулирующие рост вещества, которые активизируют рост корней и надземных органов, ускоряют процессы обмена, дыхания и др. Этим они стимулируют выделение растением необходимых им питательных веществ. Следовательно, грибы продуктами своей жизнедеятельности активизируют деятельность корневой системы растений.
А что же получают взамен грибы? Оказывается, растения отдают грибам до 20-30% (по некоторым данным до 50%) синтезированного ими органического вещества, т.е. они подкармливают грибы легкоусвояемыми веществами. Выделения корней содержат сахара, аминокислоты, витамины и другие вещества.
Исследования показали, что грибы-микоризообразователи полностью зависят от растений, с которыми образуют микоризу. Действительно, давно замечено, что появление плодовых тел грибов происходит только при наличии растений – симбионтов. Это явление отмечено для сыроежек, паутинников и особенно для трубчатых грибов – белого, подосиновиков, подберезовиков, рыжиков, мухоморов. Ведь после вырубки деревьев исчезают и плодовые тела сопутствующих грибов.
Установлено, что между грибами и растениями существуют сложные взаимоотношения. Грибы своими выделениями стимулируют физиологическую активность растений и интенсивность экскреции для грибов питательных веществ. С другой стороны, за счет выделяемых корнями растений веществ может регулироваться состав грибного сообщества ризосферы. Таким образом, растения могут стимулировать рост грибов – антагонистов фитопатогенов. Опасные для растений грибы угнетаются не самими растениями, а грибами – антагонистами.
Однако в сообществе растений так же, как и среди людей, возможны конфликты. Если в стабильное растительное сообщество внедрится новый вид (самостоятельно или его туда посадили), преобладающая в этом сообществе микориза может избавиться от этого растения. Оно не будет снабжать его питательными веществами. Растение этого неугодного вида будет постепенно слабеть и, в конечном счете, отомрет.
Мы с вами посадили какое-то дерево и удивляемся, что оно плохо растет, не догадываясь о «подковерной» борьбе. В этом есть определенный экологический смысл. Новое растение, укрепившись в новом для себя сообществе, рано или поздно «приведет» за собой свойственную ему микоризу, которая будет антагонистом уже существующей. Разве в обществе людей не так происходит? Новый начальник всегда приводит свою «команду», которая чаще всего вступает в конфликт со сложившимся коллективом.
Дальнейшие исследования привели к еще большим неожиданностям, роли микоризы в растительном сообществе. Оказывается, гифы грибов, переплетаясь между собой, способны образовывать так называемые «коммуникационные сети» и осуществлять связь одного растения с другим. Растения с помощью грибов могут обмениваться между собой питательными веществами и различного рода стимуляторами. Было обнаружено нечто вроде взаимопомощи, когда более сильные растения подкармливают слабых. Это позволяет растениям, находясь на некотором расстоянии, взаимодействовать друг с другом. Особенно нуждаются в этом растения с очень мелкими семенами. Микроскопический проросток не смог бы выжить, если бы на первых порах его не взяла на свое попечение общая питательная сеть. Обмен между растениями питательными веществами был доказан опытами с радиоактивными изотопами. Специальные опыты показали, что растения-сеянцы, выросшие самосевом недалеко от материнского растения, развиваются лучше, чем изолированные или отсаженные. Возможно, сеянцы связаны с материнском растением посредством грибковой «пуповины», через которую взрослое растение подкармливало маленький росточек. Однако это возможно только в естественных биоценозах со сложившимися симбиотическими связями.
В таких «коммуникационных сетях» связь не только трофическая, но и информационная. Оказывается, удаленные друг от друга растения при определенном воздействии на одно из них – реагируют на это воздействие мгновенно и одинаково. Информация передается посредством переноса специфических химических соединений. Это чем-то напоминает передачу информации через нашу нервную систему.
Эти эксперименты показали, что растения в сообществе не просто растущие рядом растения, а единый организм, связанный в целое подземной сетью многочисленных тончайших нитей грибов. Растения «заинтересованы» в стабильном сообществе, что позволяет противостоять нашествию пришельцев.
После прочитанного сразу же возникает естественное желание улучшить жизнь своих садовых и огородных культур посредством микоризы. Что для этого надо сделать? Существует много различных способов, суть которых сводится к внесению в корневую систему культурного растения небольшого количества «лесной» земли, где предположительно имеются микоризные грибы. Можно вносить в корневую систему чистую культуру микоризных грибов, которые имеются в продаже, что достаточно дорого. Однако на наш взгляд наиболее простым способом является следующий. Собирают шляпки хорошо вызревших (старых, можно и червивых) грибов, причем желательно разных видов, в том числе и несъедобных. Их помещают в ведро с водой, размешивают, чтобы смыть имеющиеся на них споры, и поливают такой водой огородные и садовые культуры.
При реализации проекта использованы средства государственной поддержки, выделенные в качестве гранта в соответствии c распоряжением Президента Российской Федерации от 29.03.2013 № 115-рп») и на основании конкурса, проведенного Обществом «Знание» России.
А.П.Садчиков,
Московское общество испытателей природы
http://www.moip.msu.ru
[email protected]
.
.
.
