Наблюдая в настое, приготовленном из тепловатой воды и спор головни и других грибов, возникновение множества живых зверьков, он пришел к выводу, что шарики головни, да и вообще споры грибов являются яйцами, из которых возникают червячки. Линней придавал большое значение этим наблюдениям и соглашался со взглядами Мюнхгаузена, ибо тоже считал, что грибы одарены живым семенем (семенными червячками) и указывал на перерождение животных в растения.
Грибы – смешанные существа?
Мюнхгаузен, таким образом, принимал, что грибы представляют собой своего рода смешанные существа, которые в одной фазе своего развития являются растениями, а в другой – животными. Он заставил и Линнея поверить в семенных червячков. Эти семенные червячки, однако, не что иное, как зародышевые трубки прорастающих грибных спор, которые – и за это следует благодарить плохие микроскопы того времени – отдаленно напоминали изогнутые свиные хвостики.
Не все, однако, согласились с умозаключениями Мюнхгаузена. Его современник Фридрих Вильгельм Вайс хотел вообще исключить грибы из числа живых существ и объявить их «искусственным местообитанием насекомых». К такому выводу Вайса подтолкнул профессор Бюттнер из Гёттингена, который утверждал, что наблюдал «под микроскопом, как из грибных спор выползали личинки мух». Другие ученые придерживались современного взгляда и не желали считать грибы растениями, пытаясь вывести «животную природу из их химического состава и из того факта, что после гибели грибы быстро начинают гнить».
Аптекарь Георг Фридрих Мерклин соглашался с мнением древних авторов о том, что «грибы суть продукты разрушенных или перебродивших частей растений или являются всего лишь шуткой природы». Попытки разделить грибы на роды и виды с этой точки зрения – всего лишь пустая трата времени и сил.
Ученые удивлялись тому, что величина семенных червячков (спермиев) «не находится в зависимости от величины различных видов животных», которые из них возникают, а Линней, хотя и дал наименование нескольким грибам, не нашел системы, в которую их можно было бы включить. Вот так и пришлось грибам в течение ста с лишним лет оставаться незваными гостями при царстве растений.
Элиас Магнус Фриз и систематика грибов
Однако знания о грибах неуклонно разрастались. Вклад в этот процесс внес прежде всего шведский ботаник Элиас Магнус Фриз (1794–1878), который первым разработал систему классификации грибов и, таким образом, значительно обогатил труд Линнея. Вместе со своим современником Кристианом Хендриком Персоном (1761–1836) Фриз заложил основы современной микологии.
Уже в возрасте двенадцати лет Фриз был микологическим вундеркиндом. Всего через несколько лет он уже умел различать 300 видов грибов, что и в наши дни удается лишь избранным специалистам по микологии. Грибник обычно надежно знает от трех до максимум десяти видов съедобных грибов – только для того, чтобы быть уверенным в том, что он ест. Собственно, эта надежность часто обманчива: среди белых грибов и других трубчатых грибов, лисичек и грибов-зонтиков существует множество видов, которые любитель едва ли сможет распознать, – и ведь не все из них хорошо усваиваются.
К крупным научным достижениям Фриза относится использование микроскопа для исследования строения спор и гимения (спорообразующего слоя плодового тела гриба). Многие описания родов и видов грибов, сделанные Фризом, до сих пор сохраняют научное значение. Своим трехтомным трудом «Микологическая система» (Systema mycologicum), написанным в 1821–1832 годах, Фриз окончательно распространил введенную Линнеем бинарную номенклатуру на грибы.
Об истинной природе грибов
Несмотря на все свои достижения, Фриз тоже не смог понять истинной природы грибов. Для этого сначала должна была появиться и укрепиться экология как отдельная научная дисциплина, помимо строго разделенных между собой академических дисциплин – зоологии и ботаники. Эту новую дисциплину ввел в науку Эрнст Геккель, давший следующее определение: «Под экологией мы понимаем обобщающую науку об отношении организма к окружающему миру, куда мы можем, в широком смысле, включить все условия существования. Эти условия охватывают отчасти как органическую, так и неорганическую природу».
Самое элементарное понимание основ экологии и одновременно биологии в целом, а именно знание о взаимоотношениях организма с окружающим внешним миром, не было в те времена наиболее распространенным среди биологов знанием. В качестве основания для понимания реальных отношений в природе можно взять различие, что делает проще упорядочение и систематизацию грибов – различие между автотрофными и гетеротрофными организмами.
Под автотрофностью понимают способность живых существ создавать материал своих структур и органические резервы из неорганических веществ. Слово «автотроф» заимствовано из греческого языка и буквально означает: «питающий себя сам» (αὐτός – «сам»; τροφή – «пища»). В первую очередь автотрофами являются фотосинтезирующие растения – в экологии они считаются главными первичными продуцентами нашего мира.
Противоположностью автотрофным выступают организмы гетеротрофные. В этих организмах нет такого пигмента, как хлорофилл, поэтому они не способны получать энергию за счет фотосинтеза и, следовательно, нацелены на поглощение готовых богатых энергией соединений. Коротко говоря, гетеротрофы должны потреблять пищу! В животном царстве это свойство очевидно. Животные бывают травоядными, плотоядными (хищными) и всеядными. Как все живые существа, неспособные синтезировать себе пищу из света или других источников энергии, животные с экологической точки зрения являются консументами (потребителями). Это потребление может осуществляться различными способами. Грибы, будучи гетеротрофами, являются редуцентами. Без этих «разлагателей» мир был бы на метр покрыт отложениями фекалий.
Грибы должны потреблять пищу
Если объединить оба аспекта, то получится однозначный вывод: в экологическом отношении грибы похожи на животных больше, чем на растения! Для биологов сегодня это очевидно. Подавляющее большинство людей, однако, сильно этому удивляется и едва может в это поверить. Но грибы едят, как животные. Они питаются уже отмершим органическим материалом (такие грибы называют сапрофитами) или даже живыми организмами (тогда их именуют паразитирующими грибами). Другие грибы, как мы уже знаем, связываются, к обоюдной пользе, с растениями и обмениваются с ними разными веществами, образуя симбиотическое единство.
Спасибо Уайтекеру: наконец-то он внес ясность!
Итак, уже давно ясно, что грибы – не растения и поэтому не служат предметом изучения ботаники. Тем не менее по историческим и практическим причинам в толстых учебниках ботаники до последнего времени были разделы, посвященные грибам. Только уже упоминавшийся Роберт Хардинг Уайтекер в 1969 году совершил прорыв, предложив систему классификации живых организмов на пять царств. Уайтекер различает животных (Animalia), растения (Plantae), грибы (Fungi), одноклеточных (Protista) и микроорганизмы (Monera), такие как бактерии и археи. Томас Кавалье-Смит позже развил это направление. Он различает два домена: прокариоты (Prokaryota) и эукариоты (Eukaryota), то есть организмы с истинным ядром и без такового, а также от шести до восьми царств. В 2015 году число царств было определено в семь единиц: Archaea и Bacteria (оба царства относятся к прокариотам), а также пять эукариотических царств: Chromista, Protista, Fungi, Plantae и Animalia. Как видим, взгляды ученых не стояли на месте: грибы получили свое неоспоримое и неотчуждаемое место в качестве особого царства в мире организмов.
Предмет с хвостиком
То, что у них и вправду есть хвостики, вносит ясность в понимание еще одной истории. В процессе осмысления происхождения грибов в последние десятилетия речь пошла о хвостике, точнее даже о длинной ресничке. Это касается опистоконт (Opisthokonta), или заднежгутиковых, то есть живых существ, у которых по меньшей мере на одной из стадий развития есть или был в их эволюционном прошлом жгутик сзади. При этом такой жгутик не должен существовать длительное время. Достаточно того, чтобы он был на определенном отрезке жизни существа, например на сперматозоиде до того, как он сливается с яйцеклеткой, после чего начинает новую жизнь уже без жгутика. Эволюционные исследования показывают, что у грибов и животных были, весьма вероятно, общие предки.
Последние из этих древних родственников жили приблизительно миллиард лет назад. Хотя мы и не знаем, как они выглядели на самом деле, представления о них биологов, предполагающих, что это было одноклеточное существо, что обитало в воде и, вероятно, обладало одним или двумя жгутиками, с помощью которых могло передвигаться, все же имеют под собой основания. Подобные существа живут в природе и сегодня, как, например, хоанофлагелляты (воротничковые жгутиконосцы): одноклеточные организмы, обитающие в морях и пресноводных водоемах. С точки зрения эволюции речь в данном случае идет о родственной многоклеточным животным таксономической группе. С ними имеют сходство и хитридиомицеты (Chytridiomycota) – это распространенные по всему миру в почвах и пресных водоемах организмы, многие виды которых определяются как паразитирующие. Долгое время биологи сомневались, можно ли относить их к грибам, так как в их развитии есть жгутиковая стадия. Сегодня, принимая во внимание такую стадию, ученые как раз и считают их грибами и поэтому родственниками животных. Эти организмы рано отделились от других линий грибов и сохранили такие примитивные черты, как наличие жгутиковых спор.
Слизевики или миксомицеты (Mycetozoa или Eumycetozoa), с которыми мы познакомились как с фантастическими планировщиками дорог, напротив, грибами, собственно, и не являются. Эти одноклеточные организмы в своих жизненных формах соединяют свойства животных и грибов, не относясь ни к одной из этих таксономических групп. Вместе с некоторыми видами амеб их причисляют теперь к типу