Вокруг Света 2004 № 10 (2769) - [2]

Широко известен симбиоз высших растений с грибами, при котором мицелий грибов буквально срастается с корнями растения, образуя микоризу. В результате этого союза гриб получает продукты фотосинтеза, а растение – продукты разложения органических веществ. Для некоторых растений микориза желательна, но не обязательна, а, например, семена орхидных настолько бедны запасами органических веществ, что не могут прорасти без помощи мицелия. Чрезвычайно большое значение приобретает этот симбиоз в функционировании экосистемы влажного тропического леса, позволяя растениям практически мгновенно, минуя стадию переработки ее свободно живущими организмами-редуцентами, усваивать поступающую в почву органику, которая в противном случае была бы вымыта из нее дождями и потеряна для растений.

Оказывается, симбиоз грибов возможен и с животными. Американских муравьев-листорезов Atta и Acromyrmex чаще всего можно видеть транспортирующими в свои подземные кладовые кусочки листьев, хотя отнюдь не листья являются их пищей. В обширных подземных камерах, снабженных сложной системой вентиляционных отверстий для поддержания определенной температуры и влажности, муравьи формируют из тщательно измельченной и перемешанной со слюной и испражнениями растительной массы рыхлые комки и на подготовленном компосте высеивают кусочки мицелия. Муравьи особой касты, никогда не покидающие подземелья, без устали снуют по плантации, уничтожая «сорные» грибы и дезинфицируя мицелий с помощью содержащей антибиотики слюны. Зачатки плодовых тел грибов сполна обеспечивают взрослых муравьев и их личинок богатой белками и углеводами пищей, и в свите каждой вылетающей из гнезда самки обязательно присутствует рабочий, несущий кусочек грибницы – залог будущего процветания семьи.

Симбиозу цветковых растений с их опылителями, в роли которых могут выступать не только насекомые и другие беспозвоночные, но и птицы, и даже млекопитающие (летучие мыши), посвящены тома научной и популярной литературы. Тема эта поистине неисчерпаема, а потому мы остановимся лишь на одном из самых интересных примеров подобных взаимоотношений, поражающих целесообразностью взаимных приспособлений растения и животного. Соцветие смоковницы представляет собой грушевидную емкость, внутренняя поверхность которой усеяна мелкими невзрачными цветами. На верхушке емкости есть прикрытое чешуйками отверстие, пробраться через которое могут только крохотные осы бластофаги, являющиеся единственными опылителями смоковницы. В отличие от большинства растений у смоковницы существуют цветки трех типов. Женские цветки с длинными столбиками развиваются в соцветиях, которые после созревания превращаются в сочные соплодия – фиги, или инжир, заполненные массой семян. Мужские цветки развиваются в более мелких и остающихся жесткими и несъедобными соцветиях-каприфигах, и здесь же развиваются женские цветки с короткими столбиками. Осы откладывают яички в семязачатки этих цветков, где и развиваются их личинки. Выведшиеся взрослые самцы оплодотворяют самок своей генерации, и те, осыпанные пыльцой, отправляются на поиск цветков, где они могли бы отложить яйца. При этом осы посещают соцветия с длинностолбиковыми цветками, опыляя их, но отложить яйца в их завязи осам не позволяет слишком короткий яйцеклад. Таким образом, каприфиги не только служат для производства пыльцы, но и являются инкубаторами для развития насекомого-опылителя.

Еще один пример удивительно сложных симбиотических связей между растениями и животными – весьма распространенный в тропических и субтропических районах союз муравьев с растениями-мирмекофитами. Например, обитающие в Мексике муравьи Psevdomyrmex устраивают гнезда исключительно в полых сросшихся основаниями колючках акации шиповатой. То же дерево предоставляет своим постояльцам и пищу: специальные нектарники на черешках листьев вырабатывают сахаристую жидкость, которой питаются муравьи-рабочие, а богатые белками округлые выросты на верхушках листочков (так называемые тельца Бельта) служат основным кормом для личинок. Взамен дерево оказывается надежно защищено не только от листогрызущих насекомых и их личинок, но и от позвоночных животных-фитофагов, ведь стоит прикоснуться к ветке, как на обидчика посыплется град разъяренных муравьев. Кроме того, муравьи способствуют выживанию акации, обгрызая побеги тянущихся к дереву лиан и уничтожая проростки растений-паразитов.

Разобраться в сути симбиотических отношений, понять, является данный союз мутуалистическим или за кажущейся обоюдной выгодой скрывается паразитизм, не всегда просто, тем более что в процессе эволюции видов-симбионтов эволюционируют и их отношения, между разными типами которых имеется множество переходных форм. Казалось бы, упомянутые выше лишайники являют собой замечательный пример обоюдовыгодного союза: гриб обеспечивает водоросль водой и минеральными веществами, водоросль делится с грибом продуктами фотосинтеза, а вместе они составляют пусть медленно растущий, но уникальный по своей неприхотливости организм. Однако результаты анатомических исследований лишайников показали, что гифы гриба не только оплетают водоросль, но и образуют всасывающие отростки-гаустории, проникающие внутрь клеток водоросли и со временем убивающие их, причем остатки мертвой водоросли тут же усваиваются грибом. Это навело ученых на мысль, что гриб, скорее, паразитирует на водоросли. Впрочем, в дальнейшем выяснилось, что самые бесцеремонные формы вторжения гриба в клетки водоросли свойственны только примитивным лишайникам, а у более высокоорганизованных видов паразитизм грибов носит столь умеренный характер, что вполне компенсируется выгодой, которую водоросль получает от сожительства с грибом. Этот пример может служить иллюстрацией эволюции симбиотических отношений, происходящей и на более высоких уровнях организации жизни. Жесткая межвидовая конкуренция, борьба «не на жизнь, а на смерть» более характерна для молодых, бурно развивающихся или нарушенных экосистем, а по мере их взросления и насыщения видами конкуренция сменяется многочисленными взаимовыгодными симбиотическими связями, способствующими стабилизации сообщества.