Знание-сила, 2009 № 08 (986) - [3]

Микориза оплетает проросшее семя орхидеи

Корни хвойного дерева, заключенные в «чехол» из микоризы

На территориях, зараженных тяжелыми металлами, — промышленных пустошах (в наши дни их становится все больше) — деревья вообще могут нормально развиваться только в симбиозе с некоторыми видами грибов. Без них они просто чахнут, задыхаются. Микроскопические ветвящиеся нити грибницы буквально выцеживают из почвы ядовитые вещества. Эти нити становятся фильтрами, не давая своим «питомцам» пропитаться кадмием или цинком, ртутью или свинцом.

Итак, картина распределения питательных веществ в почве выглядит сложнее, чем полагали прежде. В принципе любой гриб, образующий микоризу, может заключить выгодный для обоих союз практически со всяким растением. Однако за миллионы лет эволюции возникли некоторые особенно успешные симбиотические пары.

Канадский биолог Джон Клайрономос в своей теплице пробовал принудительно сводить вместе грибы и растения, которые в естественных условиях не ладят друг с другом. Их «холодная война» продолжалась даже, когда им некуда было деваться — когда их оставили наедине. Грибы прекращали подкармливать не полюбившиеся им растения минеральными веществами. А вот углеводы они исправно забирали из растительной ткани. Когда же ученый выращивал вместе грибы и растения, издавна дружившие между собой, это был настоящий «брак по любви»: грибы буквально осыпали своих избранников фосфором и азотом.

Вероятно, любовью и ненавистью в мире растений и грибов правят определенные биохимические сигналы. Ряд исследовательских групп в разных странах мира пытается «подслушать» молекулярные разговоры этих партнеров. Ведь с помощью особых сигнальных молекул можно обеспечить растениям внимание со стороны грибов. И это позволит повысить урожайность важнейших полевых культур.

Подобные планы диктуют людям меняющиеся условия их обитания. Почти четверть пахотных земель на планете находится под угрозой. Знаки беды: эрозия, засоление почвы, опустынивание. Уже через несколько десятилетий, прогнозируют эксперты, сельскохозяйственное производство достигнет такого размаха, что растениям не будет хватать питательных веществ, будь то добываемых ими в земле, будь то содержащихся в минеральных удобрениях. Рис, кукуруза и пр. и пр. станут бороться за каждый миллиграмм фосфатов или нитратов. В выигрыше окажутся те, кто научится манипулировать ростом зерновых, используя естественных помощников — грибы.

Разветвленная грибница, снабжающая растения нужными им питательными веществами, позволит злакам, например, выдержать время засухи. Лабораторные эксперименты показывают, что в этот период растения без помощи грибов почти не получают фосфор, даже если почва пропитана им. Кроме того, в засуху именно грибы выискивают для своих напарников воду. Они — настоящие друзья. «Корневая система» одних — корневая система других. Или лаконично: их «корни» — их корни.

Грибы не только помогают растениям, но и меняют структуру почвы. Они вырабатывают в громадных количествах вещество, которое называется гломалин. Это — гликопротеин, сложный белок, содержащий углеводы. Именно этот белок заставляет рыхлую землю склеиваться в комочки. Без него верхний слой почвы просто смывался бы при каждом ливне. Его содержание зависит от того, как ведется обработка земли. Количество гломалина повышается, если поле лежит под паром, если после сбора урожая его не перепахивают, если, наконец, его засевают только теми растениями, которые ладят с подземной грибницей.

Березовый гриб (чага)

Не стоит забывать, что грибы содержат целый ряд неизвестных науке веществ. Их можно было бы, например, применить в разработке новых лекарств. В медицине Китая и Японии давно используют целительную силу грибов, причем микотерапия — лечение грибами — основывается на строго научных принципах. Но если лекарственные растения широко вошли в наш обиход, то приготовлению целебных средств на основе грибов пока уделяют мало внимания. А ведь еще наши далекие предки справлялись с болезнями с их помощью. Так, связку грибов нес с собой знаменитый «снежный человек» древности — Этци (см. «З-С», 4/07). Березовый гриб (чага) помогал ему, например, справиться с расстройством желудка.

Но дело не ограничивается одной лишь грибной аптекой. В настоящее время химическая промышленность использует всего 10 процентов возобновляемых ресурсов. По-прежнему важнейшим ее сырьем остается нефть, запасы которой постепенно иссякают, хотя геологи время от времени и находят новые месторождения.

Когда-нибудь нефть станет стоить слишком дорого — как и бензин. Вот почему ученые ищут ей альтернативу, пытаясь подготовиться к одному из тяжелейших кризисов XXI века — новому нефтяному кризису. На чем будут ездить автомобили наших внуков? На электричестве? Водороде? Спирте? Биотопливе? Наш журнал уже не раз писал о технологиях, которые помогли бы обойтись без традиционного бензина (смотрите, например, «З-С», 5/03, 5/06). Особое внимание исследователей привлекают растительные отходы — все эти стебли, листья, ветки, которые сплошь и рядом попросту гниют или сжигаются. Вот из них надо вырабатывать новые разновидности топлива, а не из зерна, которым можно было бы накормить миллионы голодающих в странах «третьего мира».