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 Amoebozoa.
Понятие о простом различии растений и грибов в том виде, в каком представлял его Линней, в свете современных, молекулярно-биологических моделей систематизации, оказалось некорректным. Все намного более увлекательно и почти необозримо, если мы просто попытаемся перечислить, что было открыто до сих пор в этой области: эволюция посредством грибов создала эукариотические, удивительно разнообразные по строению и способам развития живые существа с истинным клеточным ядром и митохондриями. Грибы – это организмы, которые, в отличие от животных, но подобно растениям, имеют клеточные стенки. Однако эти стенки у грибов состоят из хитина, а не целлюлозы. Грибы – это существа, которые, в отличие от растений, но подобно животным, должны есть, стало быть, они – лишенные хлорофилла гетеротрофы. Это существа, которые запасают углеводы в виде полисахарида гликогена подобно животным, а не как растения – в виде крахмала. Грибы могут быть жизненно важными партнерами, но достаточно часто и смертельными врагами всех других живых созданий. Это самостоятельная таксономическая группа. Но и это еще не все!
Tortotubus protuberans – замечательное ископаемое подтверждает первопроходческую роль грибов
Уже в 1980-е годы в Швеции и Шотландии были обнаружены крошечные ископаемые организмы, размером тоньше человеческого волоса. Мартин Смит, ученый из Деремского университета, определил, что они первыми покинули морские воды и перешли к жизни на суше. Ископаемые остатки содержали мицелии гриба Tortotubus protuberans, жившего 440 миллионов лет назад. «Эта находка ликвидирует значительный пробел в эволюции грибов, а также в эволюции жизни на суше», – восторженно сообщил ученый журналистам, говоря об открытии первых сухопутных живых существ в мире. «Несмотря на то что пока нет доказательств существования шляпочных грибов в палеозойскую эру, все же возможно, что шляпочные грибы колонизировали сушу до того, как первые животные покинули океан», – рассуждал Смит.
