Микоризные грибы

Микориза и краткая история ее изучения

В ходе совместной эволюции грибы и деревья выработали сложные взаимоотношения, при которых оба организма получают взаимную пользу

Еще в очень давние времена люди заметили, что плодовые тела некоторых грибов растут в соседстве с определенными породами деревьев, как бы привязаны к ним. Это наблюдение отразилось и в народных названиях ряда грибов - подосиновик, подберезовик, поддубовик. Более тесную связь грибов с корнями растений удалось установить, когда ученые стали широко пользоваться микроскопом. В первой половине прошлого века при исследовании срезов корней различных растений было замечено, что внутри корней имеются какие-то нитчатые образования. В некоторых случаях наблюдатели даже отмечали постоянность этого явления, однако рассматривали это как курьезы. Только в середине прошлого века было установлено, что наблюдавшиеся в корнях нити представляют собой гифы гриба. Это открытие сделал австрийский ученый С. Рейссек в 1847 г. Он пытался даже выделить из корней и культивировать мицелий, но при этом, учитывая технику того времени, конечно, выделял те грибы, которые попадали на питательную среду из почвы, окружающей корни, или из воздуха. Большинство исследователей того времени считали, что гриб паразитирует на корнях растений. Нахождение гиф гриба в корнях рассматривалось в те времена как одно из доказательств господствовавшего тогда представления о том, что грибы, как и бактерии, зарождаются из неорганических или органических веществ и могут возникать при отмирании растений и животных.

Постепенно сведения о распространенности сообщества корней растений и гиф грибов накапливались. Исследователи обратили внимание на факт, что некоторые растения, например бесцветные орхидные (гнездовка, кораллориза) и подъельник, непременно и постоянно несут в своих корнях или корневищах гифы гриба. Обращало на себя внимание и своеобразное развитие тех частей корня дерева, которые содержали в себе гифы гриба: эти части или булавовидно вздуты на концах или ветвятся необычным образом. Изучение и обнаружение двойственной природы лишайников, представляющих собой объединение гиф гриба и клеток водорослей, тоже стимулировало интерес к изучению взаимоотношений между зелеными растениями и другими организмами, в том числе и с грибами. В 1881 г. появились сначала предварительные, а в 1882 и 1886 гг. уже подробно изложенные итоги классических исследований профессора Новороссийского университета Ф. М. Каменского. В своих работах он подробно описал анатомическую картину коней подъельника, отмечая, что на корнях отсутствуют корневые волоски и чехлик, а вместо них имеется оболочка из сплетающихся грибных гиф, проникновение гиф мицелия между клетками эпидермиса и образование сети из гиф, отделяющих клетки коры одну от другой. Каменский делает заключение, что все растворимые вещества из почвы должны поступать к корням подъельника, проходя через грибную зону, и поднимает вопрос о значении этого явления для растений. Самым важным выводом из работ ученого было представление о том, что отношения между грибом корня и растением существенно отличаются от отношений обычного паразитизма.

Корни подъельника с микоризой (по Ф. М. Каменскому)

В 1885 г. были опубликованы исследования профессора физиологии растений Берлинского университета А. В. Франка, который назвал наблюдавшееся им и постоянно встречавшееся соединение тканей корней деревьев и мицелия грибов микоризой (в переводе грибокорень). Франк провел аналогию между талломом лишайников и микоризой и сделал заключение, что в обоих случаях имеет место постоянный симбиоз, или сожительство, двух различных организмов. Чехол из сплетения гиф гриба с отходящими во все стороны свободными гифами действует как поглощающая система дерева, через которую проходят вода и минеральные соли на пути к сосудам дерева. Гифы внутренней части грибного чехла и гифы, образующие внутреннюю сеть, сообщаются с гифами, выходящими наружу. Такая микориза была названа эктотрофной (от греч. "эктос" - вне, снаружи, и "трофе" - питание). Франк считал, что основная роль гриба в случае микоризы деревьев заключается в том, что гриб разлагает гумус и, таким образом, доставляет дереву питательные вещества, содержащие углерод и азот, которые без деятельности гриба для него были бы недоступны. В клетках корня орхидных Франк наблюдал переваривание мицелия гриба.

Корень березы с микоризой

Работы Каменского и Франка послужили началом чрезвычайно большого количества исследований, посвященных изучению микоризы. Это и работы по анатомии и морфологии микоризы различных растений, и многообразные физиологические исследования, выясняющие интимные стороны взаимоотношений компонентов. Особенно большие успехи в деле изучения физиологии микоризы были достигнуты с применением современных методов исследований. Прежде всего стало известно, насколько широко это явление представлено в природе. Можно с определенностью сказать, что микориза имеется почти у всех покрытосеменных растений, у большинства голосеменных, у многих папоротников и мхов, очень распространена у большинства наших лесных деревьев и травянистых растений и еще более обязательна у представителей семейства орхидных. У водных растений микориза отсутствует.

Различные микоризы: 1 - булавовидные; 2 - коралловидные; 3 - вильчатые

Однако изучение особенностей роста и развития микоризных грибов сейчас интенсивно разрабатывается за рубежом и у нас в стране в связи с другой проблемой - восстановлением лесов. Рациональное использование природных богатств, и в частности лесов, настоятельно требует широких лесовосстановительных работ, возобновления лесов там, где они были вырублены, где велась промышленная заготовка леса. Такие работы проводятся у нас в стране очень широко и уже с определенностью доказывают, что выращивание лесных пород удается значительно лучше там, где при посадке саженцев вносят одновременно и почву с грибницей с мест произрастания соответствующих видов грибов или выращенную в лабораториях грибницу.

Исследования показали, что микоризы разных групп растений очень разнообразны как по строению, так и по функциям.