Грибы с «огоньком»

Мозаичные лесные ландшафты, характерные для водоразделов заповедника «Юганский», сформированы, как и в большинстве наших таежных лесов, двумя основными факторами. Во-первых, это степень увлажненности и дренированности почвы, во‑вторых – ​регулярные лесные пожары, после которых сгоревшие участки леса восстанавливаются до исходного состояния не менее полутора-двух столетий.

По чертам своего строения и обмену веществ грибы занимают промежуточное положение между растениями и животными, однако они, как и эти организмы, выделены в самостоятельное царство (Mycota).
С растениями их роднит способность к верхушечному росту и образованию поперечных перегородок и наличие клеточной стенки. При этом грибы, как и животные, не способны к фотосинтезу, т. е. не могут синтезировать углеводы с помощью энергии солнечного света и атмосферного углекислого газа. Поэтому для питания им нужны готовые органические вещества, причем в растворенном виде. Одни грибы могут питаться «мертвыми» питательными веществами (сапротрофы), а другие напрямую используют органическое вещество живых организмов (пара­зиты и симбионты). Как и животные, грибы нуждаются в ряде готовых витаминов; в их клетках образуется «животный сахар» – ​гликоген, а также мочевина и хитин

И ключевую роль в этом процессе играют грибы – ​именно на их «плечи» ложится огромная работа по возврату всей массы погибшей от огня растительности в углеродный цикл. Делают они это благодаря свой способности чрезвычайно эффективно разрушать основные древесные полимеры, такие как структурные углеводы целлюлоза и гемицеллюлоза, а также лигнин, составляющий до трети сухого вещества древесины и обеспечивающий ее прочность.

«Питаются углем»

Переработкой мертвой древесины, порой в несколько ярусов заваливающей лес после пожара, будут десятилетиями заниматься сотни видов дереворазрушающих грибов. Но уже в первые недели после того, как стихнет огонь и пройдут дожди, в обугленной почве закипает работа. Пионерами-­первопроходцами становятся грибы особой экологической группы – ​пирофильные, или карботрофные. Уже из этих названий понятно, что такие организмы «любят огонь» и «питаются углем».

* По размерам грибы условно делят на микро- и макромицеты. Последние (например, шляпочные грибы) образуют крупные плодовые тела

Плодовые тела таких грибов-­макромицетов* в изобилии появляются в лесу спустя несколько недель после пожара либо на следующий год. Но по прошествии еще пары лет плодоношение становится единичным или полностью прекращается. В следующий раз эти грибы появятся в том же месте нескоро – ​через десятки или даже сотни лет, когда здесь в очередной раз пройдет лесной пожар. С чем же связан такой послепожарный «взрыв» грибной жизни?

На этот счет есть несколько предположений. Во-первых, речь может идти о снижении конкуренции со стороны обычных, фоновых видов, мицелий (вегетативное тело гриба в виде нитей-гиф) которых постоянно присутствует в почве и которые страдают в результате пожара. Во-вторых, у некоторых грибов уже обнаружены специальные ферменты, помогающие им питаться обугленными растительными остатками. Таким образом этим сапрофитам-«углеедам» удается успешно существовать в среде, где трудно выживать их потенциальным конкурентам. Именно такие грибы можно часто увидеть на месте старых кострищ.

КОГДА ГОРИТ ЛЕС Леса в Сибири горели всегда, но в XXI в. частота и площади лесных пожаров возросли: в некоторые годы пройденные огнем территории достигали 10–12 млн га. В высоких широтах основной (до 90 % случаев) источник возгораний – ​это разряды молний, особенно во время «сухих гроз» с минимальным количеством осадков.
Выделяют три вида пожаров: низовой, верховой и торфяной. В большинстве своем лесные пожары – ​низовые, распространяющиеся по лесной подстилке, опаду и нижним ярусам растительности. При таких пожарах деревья обычно не повреждаются, однако в хвой­ных молодняках возможен переход в верховые пожары, которые охватывают весь полог леса. Устойчивые низовые пожары возникают преимущественно в летне-­осенний период. При них погибает напочвенный покров и подрост, повреж­даются корни и нижние части стволов. На торфяных почвах они могут переходить в торфяные пожары, а в молодняках и многоярусных насаждениях – ​в верховые.
Среди деревьев есть и пирофитные виды, например сосна обыкновенная. При отсутствии пожаров она вытесняется на более бедные почвы и заболоченные территории другими породами, такими как ель. Как и лиственница, сосна очень светолюбива и плохо возобновляется под пологом леса. Оба эти вида эволюционировали в условиях периодических пожаров, адаптируясь к ним и приобретая конкурентные преимущества перед другими породами (Харук, Пономарев, 2020)

Есть и еще одна гипотеза, касающаяся микоризообразующих грибов, мицелий которых находится в прямом смысле в тесном контакте с деревьями. Эти грибы десятки и даже сотни лет живут во взаимовыгодном содружестве с деревом-­хозяином. «Предчувствуя» его скорую гибель после пожара, они могут производить множество плодовых тел, чтобы успеть рассеять споры и оставить потомство. Именно после лесных пожаров случаются гигантские урожаи некоторых видов сморчков, чем издавна пользуются промышленные заготовители в Европе и Северной Америке.

Микориза – ​это симбиотическая связь между грибом и корневой системой высших растений. Такое взаимодействие взаимовыгодно: гриб получает от дерева в первую очередь углеводы («сахара»), а также аминокислоты и другие нужные вещества, а сам обеспечивает компаньона водой и минеральными веществами, прежде всего фосфором. Вступать в микоризную связь с деревьями способно около 600 видов грибов. Со стороны наших древесных пород в лидерах сосна, а также дуб, пихта, береза и ель. Заметить эту взаимную «склонность» легко может любой заядлый грибник

Так что массовое плодоношение таких грибов после пожара можно считать эвакуацией, созданием «Ноева ковчега». И это предположение появилось не на пустом месте: известно, что большие урожаи тех же сморчков случаются при гибели деревьев от грибковой инфекции или повреждении их корней при прокладке теплотрасс, при варварской вырубке леса и т. п. А на танковом полигоне в сосновом бору Ленинградской области можно собрать множество строчков, которые там обычно редки.

Перечисленные гипотезы не являются взаимоисключающими, так как почти все микоризообразующие грибы имеют смешанный тип питания. И мицелий горельниковых сморчков вполне может использовать углерод древесных углей, чтобы произвести много плодовых тел, однако эта область пока слабо изучена. Проверить это предположение можно экспериментально, с применением меченого углерода. Единственное – ​трудно организовать весь цикл плодоношения, особенно у довольно капризных в культуре микоризообразующих грибов.

Нянька-­микориза

В 2012 г. в борах в окрестностях с. Угут, где расположена центральная усадьба заповедника «Юганский», случились сильные лесные пожары. Горелый лес частично вырубили, деляны перекопали, местами воткнули саженцы сосны, а кое-где голую песчаную землю просто предоставили самой себе.

Жизнь сеянцев в таких местах очень непроста: помимо ветра, мороза и солнца, им приходится справляться с острым дефицитом микроэлементов в почти чистом песке, а также с нападками патогенных грибков и бактерий, пирующих на порубочных остатках. Как же молодому лесу удается выжить?

За ответом нужно пойти туда в сентябре, на пике грибного сезона. Именно в это время там хорошо видно лесных «нянек» – ​грибов, без которых жизнь маленьких сосен была бы гораздо труднее.

В Сибири есть своя микологическая организация – ​Сибирское микологическое общество (СибМикО) под руководством югорского миколога, канд. биол. наук Н. В. Филипповой (Югорский государственный университет, Ханты-­Мансийск). Здесь радушно встречают всех интересующихся изучением грибов: для натуралистов-­любителей организуются встречи, онлайн-­семинары, мастер-­классы и даже совместные походы в лес. У общества также есть свой настоящий Музей грибов!

Среди них – ​лаковица большая, пионерный микоризообразователь сосны. Слово «пионерный» означает, что гриб начинает расти и плодоносить в содружестве с совсем молоденькими деревьями. Многим другим грибам, таким как боровики или болетопсисы, для такого сотрудничества требуется лес, который простоял уже несколько сот лет (почему – ​мы до сих пор можем только гадать).

Мицелий лаковиц плотным чехлом закрывает тончайшие корешки сеянцев, уберегая их от патогенных микроорганизмов, и на многие метры в окружности густо пронизывает песчаную почву, поглощая из нее скудные микроэлементы. Этим минеральным богатством лаковица охотно делится с сосной, а та взамен кормит гриб «сахаром», который она производит буквально из воды и воздуха. Все довольны. Лес растет.

Кроме лаковиц, мощную микоризу с сеянцами могут образовывать и несколько других грибов, включая ризопогоны, телефору наземную и поздние маслята (поэтому маслят так много даже в совсем молодых сосновых рощицах). Но именно лаковицу чаще всего используют в лесных питомниках, специально подсаживая культуру мицелия к сеянцам.

Грибы Сибири до сих пор изучены очень слабо – ​сказываются долгие годы «угнетения» микологии, которая до недавнего времени была лишь разделом ботаники споровых растений. Ситуация радикально изменилась с появлением доступных методов молекулярно-­генетических исследований, и сейчас микология переживает настоящий расцвет. Но все же микологов в России пока очень мало, и многие территории остаются практически неизученными.

В последние пару десятилетий дела стали идти лучше, и во многом благодаря цифровой фотографии и интернету: теперь стало легко делиться информацией о новых находках, в том числе и на глобальных ресурсах, таких как iNaturalist, и напрямую консультироваться со специалистами по тем или иным группам грибов. Немалую часть полевых исследований в наши дни выполняют грибники, открывшие для себя увлекательное разнообразие не только съедобных и лекарственных грибов, но и просто интересных для науки. Они действуют и самостоятельно, и как члены научно-­общественных микологических организаций.

Даже в северных широтах грибы в десятки раз разнообразнее растений, и внимательный натуралист-­любитель вполне может найти не только редкие и краснокнижные виды, но и грибы, новые для региона или всей страны. А кому-то может посчастливится обнаружить новые для науки виды, просто гуляя по лесу.

Литература

Акопян Э. К., Арефьев С. П., Байкалова А. С. и др. Красная книга Ханты-Мансийского автономного округа – Югры: животные, растения, грибы. 2-е изд. Екатеринбург, 2013. 460 с.

Власов В. В. Гражданская наука: приглашаются все! // НАУКА из первых рук. 2021. № 5/6 (90). С. 146–151.

Перова Н. В., Горбунова Н. А. Макромицеты юга Западной Сибири. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2001. 158 с.

Теплякова Т. В. В третьем царстве, грибном государстве // НАУКА из первых рук. 2010. № 3 (33). С. 104–113.

Филиппова Н. В., Бульонкова Т. М., Лапшина Е. Д. Маршрутные исследования макромицетов в окрестностях стационара Мухрино ЮГУ (Западная Сибирь) // Динамика окружающей среды и глобальные изменения климата. 2015. Т. 6, № 1. С. 3–31.

Харук В. И., Пономарев В. И. Пожары и гари сибирской тайги // НАУКА из первых рук. 2020. № 2 (87). С. 56–71.

Filippova N., Bulyonkova T. New records of two pyrophilous ascomycetes from Siberia: Pyropyxis rubra and Rhodotarzetta rosea // Ascomycete.org. 2016. № 8 (4). P. 119–126.

Kuo M. Morels. University of Michigan Regional, 2005. 216 p.