Под ногами Джима Андерсона лежит монстр, живущий давно, очень давно. К тому времени, как персидский царь Ксеркс сражался с древними греками, он уже родился. И весит он больше, чем три синих кита (такие киты весят около 150 тонн каждый — Ред.).
Этот монстр очень прожорлив, он буквально проедает себе путь через обширные участки леса. Но это не зверь. Это гриб, чья грибница пронизывает почву на огромной площади.
Андерсон приехал в Кристал Фоллс в Мичигане, чтобы вновь посетить совершенно, казалось бы, обычный участок леса, под которым между тем живет организм, обнаруженный учеными около 30 лет назад, — грибница Armillaria gallica, разновидности опенка.
Эти грибы встречаются почти повсюду — в Азии, Северной Америке, Европе, везде, где находят мертвые или умирающие деревья, помогая ускорить загнивание и разложение. Часто признак их присутствия — желто-коричневые шляпки на ножках, поднимающиеся над землей на высоту до 10 см.
Когда Андерсон с коллегами посетили Кристал Фоллс в конце 1980-х, они обнаружили, что семья Armillaria gallica, разбросавшая своих сородичей под покровом опавших листьев в лесу, на самом деле — единый гигантский организм. По тогдашним оценкам ученых, он покрывал собой площадь в 91 акр (1 акр = 0,405 га), весил 100 тонн, и было ему по меньшей мере 1500 лет. В то время это был крупнейший организм на планете (нынешний рекорд принадлежит схожему грибу в штате Орегон).
Теперь же ученые, взяв новые образцы, обнаружили, что эта Armillaria gallica еще и больше и старше, чем они раньше считали. Вот новые результаты их исследований: гриб оказался в четыре раза больше и на 1000 лет старше. Общий вес его (с грибницей) — около 400 тонн.
Однако это лишь поверхность. Главное же, в том, что огромный гриб, возможно, откроет нам путь к победе над одним из наших могущественных врагов — раком.
Секрет Armillaria gallica
Канадские исследователи, кажется, обнаружили секрет таких размеров и возраста Armillaria gallica. А именно: эти опята обладают на удивление низким уровнем мутаций. Таким образом они избегают потенциально разрушительных изменений в ДНК.
Как известно, в организмах, по мере того, как они растут, клетки делятся, рождая новые, дочерние. С течением времени ДНК в клетках может повреждаться, что ведет к ошибкам, закрадывающимся в генетический код — то есть мутациям. Считается, что это один из основных механизмов, работающих на старение организма.
Судя по всему, Armillaria gallica из Кристал Фоллс обладает встроенной сопротивляемостью таким повреждениям ДНК. В отслеженных учеными 15 образцах, взятых в различных районах леса, в генетическом коде Armillaria gallica изменилось лишь 163 буквы из 100 млн. Частота мутаций оказалась поразительно низкой.
Андерсон и его коллеги считают, что изучаемый ими гриб обладает механизмом, помогающим защитить свою ДНК от повреждений, что создает один из самых стабильных геномов в нашей природе.
И хотя еще предстоит выяснить, что же это за механизм, потрясающая стабильность ДНК Armillaria gallica предлагает по-иному взглянуть на проблемы человеческого здоровья.
Как известно, при определенных видах рака мутации выходят из-под контроля организма. А Armillaria gallica может, по мнению Андерсона, обеспечить необходимое противодействие разрастанию мутировавших клеток.
Изучение того, каким образом Armillaria эволюционировала до такого сверхстабильного состояния своей ДНК, поможет ученым не только понять суть нестабильности раковых клеток, но и, возможно, обнаружить новые способы лечения онкологических заболеваний.
Грибы — хозяева нашей планеты?
Грибы — одни из самых распространенных обитателей нашей планеты. Общая биомасса этих (часто совсем крошечных!) организмов превосходит всю биомассу животных. К тому же мы все время обнаруживаем новые виды грибов.
Считается, что из 3,8 млн видов грибов в настоящее время более 90% неизвестны науке. За один только 2017 год было обнаружено и описано исследователями 2189 новых видов.
В недавнем отчете, опубликованном сотрудниками британского Королевского ботанического сада в Кью (Лондон), отмечается, что человек использует грибы сотнями разных способов — от производства бумаги до чистки грязной одежды. Около 15% всех вакцин и биологическим способом получаемых лекарств — из грибов.
Пожалуй, наиболее известен пенициллин, который был открыт при исследовании обычной бытовой плесени — такой, которая часто образуется на полежавшем хлебе. Из грибов ныне получают десятки других антибиотиков.
Грибы — источник для лекарств от мигрени и для статинов, необходимых для лечения сердечных заболеваний.
Один из достаточно новых иммуносупрессоров (препаратов, подавляющих иммунный ответ), применяемый для лечения рассеянного склероза, был разработан из соединения, созданного грибком, заражающим личинки цикад. При этом, как считают некоторые ученые, пока мы видим лишь вершину айсберга: грибы способны предложить нам намного больше — в том числе для лечения таких вирусных заболеваний, как грипп, полиомиелит, корь, свинка и мононуклеоз.
Уже обнаружены многочисленные виды грибов, потенциально способные помочь бороться с такими считающимися сейчас неизлечимыми болезнями, как ВИЧ и вирус Зика. И это, как считают ученые, — лишь дело времени.
Не только для здоровья
Гриб, который нашли в почве на свалке в окрестностях Исламабада (Пакистан), возможно, несет в себе решение проблемы все большего загрязнения среды пластиковыми отходами, в частности, накапливающимися в океанах.
Микробиолог из Исламабада Фариа Хасан обнаружила, что Aspergillus tubingensis способен быстро разрушать полиуретан. Этот тип пластика, применяемый в самых разных сферах, от набивки мебели до липких лент и пленки, может годами загрязнять почву и воду, сам при этом не разрушаясь.
Найденный грибок справляется с задачей за несколько недель. Теперь Хасан с коллегами работают над тем, как организовать процесс в промышленных масштабах. Другие микроспоровые грибы, такие как Pestalotiopsis, обычно растущие на гниющих листьях плюща, тоже, как выяснилось, обожают пластик.
Это дает серьезную надежду на то, что с помощью грибов человеку удастся решить проблему загрязнения окружающей среды или хотя бы задержать угрожающий рост свалки, в которую превращается наша планета.
В самом деле, у грибов, оказывается, отличный аппетит на все то, чем мы загрязняем наш мир — с их помощью можно даже возвращать к жизни зараженные радиацией районы. Но самое важное здесь то, что грибы могут также избавить нас от самой нужды производить загрязняющий среду пластик.
Сразу несколько коллективов ученых в разных регионах мира сейчас пытаются установить, как применить главный элемент грибов — их грибницу, мицелий, нечто вроде сетки, сплетенной из тончайших нитей. Заменить пластиковую упаковку природным материалом было бы идеально.
Прочней, чем бетон
Нити мицелия — это своего рода природный клей, скрепляющий все то, во что они прорастают. В 2010 году американская компания Ecovative Design приступила к исследованию того, как можно использовать это свойство грибов, чтобы наладить производство материала, альтернативного пластиковой упаковке.
Результат начального этапа их работы — MycoComposite, в котором в качестве основы используются отходы переработки конопли.
Их упаковывают во многоразовые формы вместе со спорами грибов и оставляют на девять дней расти. Как только материал вырастает до необходимого размера, его подвергают теплообработке, чтобы он дальше не рос.
Полученный материал — биоразлагаемый. Он уже используется некоторыми компаниями — например, Dell упаковывает в него свои компьютеры.
Ecovative Design разработала способ выращивания мицелия и превращения его в пеноматериалы, пригодные в качестве теплоизоляционных, а также в ткани, имитирующие натуральную кожу. Вот только в отличие от настоящей на получение такой кожи уходят не годы, а дни.
Кожей из грибов уже заинтересовались известные дизайнеры, например, Стелла Маккартни. А модельер обуви Лиз Сиокэйджло недавно использовала мицелий в своей коллекции, в которой предложила новый взгляд на тренд 1970-х Moon Boot.
Атанассия Атанассиу из итальянского технологического института в Генуе с помощью грибов получила новые типы повязок и бандажей для лечения хронических ран.
Кроме того, она обнаружила, что чем тверже субстанция, которая предлагается грибам для переработки, тем тверже получаемый в итоге материал, что открывает новые перспективы.
Калифорнийская компания MycoWorks уже работает над созданием стройматериалов из грибов. Соединяя мицелий с древесиной, в компании сумели создать огнеупорные кирпичи, которые прочней, чем обычный бетон.
Более того, грибы могут быть использованы в сочетании с традиционными стройматериалами, чтобы получить «умный бетон», сам себя «заживляющий», заделывающий трещины прорастающей грибницей.
«Возможности использования мицелия поистине безграничны, — говорит Гитартха Калита, биоинженер из Индии, который с коллегами использует грибы для создания стройматериала, альтернативного дереву.
«Все, что мы сейчас называем сельскохозяйственным мусором, — на самом деле невероятно богатый ресурс, на котором можно выращивать грибы, — говорит он. — Мы уже нанесли серьезный ущерб окружающей среде нашей планеты. Грибы же могут превратить отходы во что-то по-настоящему ценное для нас».
Прочитать оригинал этой статьи на английском языке можно на сайте BBC Future.
Читайте также, почему натуральное — не значит полезное.
