Грибы, растения и люди: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

От авторов

Грибы, растения и люди — многим, на первый взгляд, это сочетание слов покажется странным. Что такое грибы, мы все вроде бы знаем. Растения — это цветы и травы, деревья и кустарники. А люди... они, как известно, тесно связаны с окружающей природой. Однако книга эта не о сборе грибов, хотя говорится и об этом, — содержание ее гораздо шире. Ведь грибы — это не только всем известные подберезовики, маслята и рыжики... Например, для того чтобы размолотые в муку зерна злаков стали хлебом, а сок виноградных ягод вином, необходимо участие дрожжей — грибов, правда, микроскопических, у которых нет ни шляпки, ни ножки.

Грибы участвуют не только в создании пищевых продуктов, но и в уничтожении их при хранении, и только неустанная борьба человека обеспечивает снижение этих потерь до сравнительно невысокого уровня.

Еще примеры? Пожалуйста... . Деревья — прекрасный строительный материал. Срубленной древесиной мостят дороги, из нее строят дома, делают мебель, мастерят посуду и игрушки. А грибы "используют" ее по-своему. Кто из нас не видел трухлявых деревьев — это работа грибов-"трутовиков", способных, кстати, разрушить и уже созданные человеком сооружения.

Теперь представим другую картину. Земледелец с нетерпением ждал богатого урожая пшеницы. Радовался, когда показались всходы, налился колос. Но вдруг вместо полновесных зерен в нем появилась черная пылящая масса. Урожай, на который так рассчитывал человек, пропал: растение поразила страшная болезнь — пыльная головня пшеницы, и вызвал ее тоже гриб.

Подобные примеры далеко не единственные. Да, грибы можно назвать друзьями и помощниками человека, хотя часто они выступают и как его враги. О них, таких разных и таких интересных, о той роли, которую они играют в природе, в жизни растений и человека, и будет рассказано в предлагаемой книге.

Глава первая.Три кита эукариотов

Скоро сказка сказывается — да не скоро дело делается

Скоро сказка сказывается — да не скоро дело делается

По существующим данным, Земля и другие планеты Солнечной системы образовались из газово-пылевой туманности. Предполагают, что океан и атмосфера первобытной Земли образовались из твердого горячего вещества примерно 5-6 миллиардов лет назад. Когда возникла жизнь на Земле, до сих пор окончательно не установлено: считается, что это произошло примерно за 4,2 миллиарда лет до наших дней, но время от времени появляются новые гипотезы, отодвигающие это событие все дальше в глубь веков. Например, западногерманские ученые

из университета в Регенсбурге провели интересный опыт: они воссоздали природную среду, существовавшую на Земле задолго до того времени, когда, по современным представлениям, зародилась жизнь. Бактериям, обитающим в горячих ключах при 88° С, было предложено "меню" из серы, водорода и углекислого газа. И что же? Организмы на таком рационе прекрасно размножались. По мнению ученых, этот эксперимент должен помочь более точно установить "дату рождения" живой материи. Некоторые советские и зарубежные исследователи на основании геологических данных предполагают, что жизнь возникла на Земле практически одновременно с возникновением самой Земли.

Предоставим ученым право защищать свои гипотезы и попытаемся взглянуть на Землю со стороны. Космонавты утверждают, что из иллюминатора космического корабля земная суша кажется зеленым ковром. Это — результат "всюдности", как любил говорить академик В. И. Вернадский, жизни.

Биосфера Земли (то пространство нашей планеты, на котором существует жизнь) включает в себя великое множество живых организмов.

Чтобы легче разобраться в этом великом множестве проявлений жизни, было принято условное деление всего живого на царства, подцарства и даже надцарства. Но так же как на протяжении всей истории человечества неоднократно менялись границы государств, так и в представлениях ученых о царствах живых организмов происходили большие перемены. С чем это было связано? Ведь до определенного момента, а именно до середины XVII века, все казалось ясным: существуют растения, животные и человек, ими и ограничивается мир живых существ. Известный английский ученый Джон Бернал назвал XVIII век-веком путешествий, коллекционирования и классификации. Именно в это время шведский натуралист Карл Линней создал систему классификации минералов, животных и растений. Почти одновременно началось изучение живых представителей невидимого мира, не вошедших пока ни в какие системы классификации. Возможность подобного рода исследований появилась лишь благодаря созданию специального прибора — микроскопа.

Честь открытия миру невидимых невооруженным глазом организмов принадлежит голландцу Антони ван Левенгуку. Он родился в 1632 году в городе Делфте. В Амстердаме обучился торговому делу, затем, вернувшись домой, начал торговать мануфактурой. Все свободное время молодой человек отдавал любимому делу — изготовлению различных тонких приборов, в том числе шлифованию стекол. Вскоре Левенгук научился делать маленькие, но достаточно мощные линзы, которые назвал "микроскопиями". При помощи этих "микроскопий" он стал рассматривать буквально все, что попадалось ему под руку. Ему удалось добиться увеличения в 270 раз! Перед его глазами открылся целый мир живых существ, прежде никому не известных. Левенгук назвал их "зверьками", зарисовал их форму и в ряде случаев траекторию движения. Наблюдения Левенгука были тем зернышком, из которого выросла огромная отрасль науки — микробиология с ее многочисленными разделами (медицинской, ветеринарной, технической, почвенной и др.).

В 1665 году вышла в свет книга английского ученого Роберта Гука "Микрография или некоторые физиологические описания мелких тел, сделанные при помощи увеличительных стекол, с последующими наблюдениями и исследованиями". Рассматривая однажды под микроскопом тонкий срез древесной пробки, он увидел удивительную картину. Оказалось, что этот слой имеет ячеистое строение, напоминающее пчелиные соты. Гук назвал составные части ткани, увиденные под микроскопом, словом "селл". В английском языке это слово означает ячейку, келью, клетку[1]. Гук подсчитал, что один кубический дюйм пробки содержит 1 259 712 000 таких клеточек. Так было открыто клеточное строение растительных тканей.

Результаты исследований Гука, как часто бывает в подобных случаях, вызвали интерес у специалистов, и у него появились последователи. Англичанин Н. Грю (ассистент известного физика Бойля) и итальянец М. Мальпиги специально посвятили свои исследования анатомии растений. Оба они пришли к заключению, что все растительные организмы состоят из клеток, "пузырьков", как они их называли. XVIII век стал веком создания различных типов микроскопов и проведения широких исследований анатомического строения тканей растений и животных. Было обнаружено, что и животные, и растительные организмы состоят из клеток, каждая из которых содержит в себе четкое структурное образование — ядро. В клетках растений оно видно даже при сравнительно малых увеличениях в виде круглого, резко очерченного тельца. Впервые клеточное ядро было исследовано английским ботаником Р. Броуном. В настоящее время учение о ядре клеток живых существ — кариология — обособилось в самостоятельную отрасль биологической науки.

В первой половине XIX века двое немецких ученых ботаник М. Шлейден и зоолог Т. Шванн обобщили все имеющиеся в их распоряжении данные и создали теорию, согласно которой тело любого многоклеточного организма состоит из клеток. Клеточная теория строения всех живых организмов составляет один из краеугольных камней современной биологии.

Два сверхцарства живых организмов

Изучая клетки и ткани растений и животных, ученые не забыли о тех невидимых простым глазом существах, которых впервые в свои "микроскопии" увидел Левенгук. Выяснилось, что некоторые из них ядра не имели. К таким безъядерным организмам отнесли бактерии и сине-зеленые водоросли. Бактерии оказались очень удобными объектами для решения различных вопросов биохимической генетики. В результате проведенных экспериментов стало очевидным, что механизмы хранения и передачи генетической информации, биосинтеза белка очень близки как у организмов, имеющих ядро, так и у организмов, его не имеющих.

На основании наличия или отсутствия ограниченного мембраной ядра все живые организмы делятся на две большие систематические группы, два надцарства (сверхцарства): прокариоты-доядерные организмы и эукариоты — ядерные организмы. К прокариотам, или дробянкам, относятся бактерии и сине-зеленые водоросли. Эти организмы размножаются преимущественно (или даже исключительно) бесполо, путем деления или дробления материнской клетки.

Бактерии, способные жить только при наличии кислорода в окружающей среде, называются аэробными. На другие бактерии (их называют анаэробными) кислород действует подобно яду, подавляя их развитие. Бактерии чрезвычайно широко распространены на Земле и могут жить в самых различных условиях.

Например, в водоемах обитают бактерии, участвующие в образовании болотной или озерной железной руды. Здесь же можно обнаружить бактерии, окисляющие среду, а также массу других, попадающих в воду со стоками промышленных предприятий, богатых различными органическими веществами.

Почва также служит местом обитания огромного числа самых различных бактерий, осуществляющих разнообразные превращения органических и минеральных веществ. Число бактерий в почве варьирует в зависимости от условий влажности, температуры, кислотности, наличия питательных веществ, достигая порой десятков и сотен миллионов на 1 грамм почвы.

Бактерии обнаружены во льдах вблизи Южного Полюса и в водах горячих источников, температура которых достигает 90° С (причем в щелочных источниках они выдерживают даже температуру кипения воды 100° С), в водоемах с высоким содержанием солей (Мертвое море, Большое Соленое озеро) и в нефти на глубине более 2000 метров, а нитрифицирующие бактерии могут жить даже на голых скалах, где отсутствуют высшие растения.

Сине-зеленые водоросли, входящие наряду с бактериями в надцарство доядерных организмов, — обитатели главным образом пресных водоемов и почвы. Почвенные сине-зеленые способны усваивать атмосферный азот и обогащать им почву.

Другое надцарство живых организмов (ядерные, или эукариоты) включает в себя царство животных, растений, грибов[2]. Грибы выделили в отдельное царство недавно. Во многих учебниках грибы и сейчас относят к низшим растениям. В XVII-XVIII столетиях науки о грибах — микологии не существовало. Ботаники занимались в основном сбором и описанием растений, но попадавшиеся им попутно грибы они описывали наряду с высшими растениями. Своеобразная форма грибов, неожиданное и массовое их появление на гниющих остатках растений, отсутствие привычных способов размножения ставили наблюдателей в тупик. Отношение многих ботаников к грибам можно характеризовать высказыванием французского ботаника XVIII века С. Вайяна, который считал грибы "проклятым племенем", изобретением дьявола, придуманным им для того, чтобы нарушить гармонию остальной природы. Недаром ученые долгое время не могли решить, к какому же царству отнести эти удивительные организмы.

[1] Современный англо-русский биологический словарь содержит около 300 различных слов — производных слова селл. В нашем языке тот же корень можно увидеть в словах целлофан, целлюлоза, целлулоид и другие

[2] Необходимо иметь в виду, что в соответствии с различными современными системами классификации различают от двух до тринадцати царств живых организмов. Мы придерживаемся классификации, изложенной академиком А. Л. Тахтаджаном (см. "Жизнь растений", т. 1, М., Просвещение, 1974)