Грибные сети
Знаете, каждый факт для кого-то - давно известен и очевиден, а для кого-то - новость и крышеснос. Для меня грибные сети - крышеснос. Давайте поделюсь.
Что я знала позавчера: Растения в лесу и в огороде обмениваются химическими сигналами - выделяют в воздух вещества, уловимые и понятные другим растениям. Так они предупреждают друг друга о вледителях, чтобы другие растения (желательно того же вида) успели подготовиться. Круто, чё. И ещё гриб, который со шляпкой - это только верхушка айсберга, плодовое тело грибницы - организма, похожего на переплетение корней, живущего под землёй и разрастающегося зачастую на квадратные километры. Живёт себе там, питается перегноем, летом отращивает грибы ради размножения. Любопытно.
Что я узнала сегодня:
Грибница передаёт сигналы между растениями
Система сигналов, описанная выше, действует не только через воздух, но и через микоризу - сеть грибниц, оплетающих корни растений и проникающих в них. Через микоризу растения связаны гораздо лучше, чем через воздух. Между связанными таким образом растениями сигнал об опасности распространяется гораздо быстрее, чем по воздуху, и растения лучше успевают подготовиться (например, выработать вещество, убивающее подбирающихся вредителей).
Но это ещё не всё.
Грибница также передаёт полезные вещества между растениями
Если у какого-то растения избыток углерода, а у другого - недостаток, то по микоризе этот избыток попадает к страдающему растению. То же самое с азотом, фосфором, водой и вообще чем угодно. Это касается даже семян: ещё не ставшее растением семечко - уже подключается к микоризе (точнее, микориза к нему) и получает недостающие полезные вещества. Всхожесть семян в земле с микоризой лучше, чем без неё. В целом, статистически, растения лучше растут в почве с грибницей, и ко всему прочему грибы перерабатывают перегной в компост. На фермерских сайтах люди делятся советами, где достать и как приживить на участке микоризу.
Но это ещё не всё.
Какие сигналы передаются между грибницей и растениями?
А также зачем растениями сначала тратить силы на фотосинтезирование или извлечение из почвы излишков, а потом отдавать каким-то чахлым растениям где-то далеко? Что это за социализм, где выживание сильнейшего?
Короче, они это делают в обмен на другие нужные им вещества, передаваемые микоризомой. В природе не бывает, что всем всего хватает там, где ты вырос. Заброшенное на бедную азотом почву деревцо тоже может что-то предложить как грибам-посредникам, так и другим растениями вокруг - в обмен на нужный ему азот.
Хотя это не совсем правда.
Какие сигналы передают вековые дубы?
Есть и растения, которым всего хватает - высоченные деревья с полным доступом к солнцу, с обширной корневой системой. Они связаны со множеством микориз, а через них - с десятками деревьев как своего вида, так и других видов. У подобного успешного дерева всегда есть излишки, и ими оно кормит окружающую растительную экосистему и сами микоризы. Также эти деревья очень важны для передачи сигналов между разными микоризами, благодаря чему сигналы - и полезные вещества - распространяются шире.
Но и это ещё не всё.
А как же межвидовая конкуренция?
Какие-то это слишком благостные отношения между растениями, о которых мы раньше читали только, что каждое мечтает загородить свет и отнять полезные вещества у всех окружающих, исключая разве что собратьев по виду. А тут - сотрудничивают, присылают помощь обездоленным, пусть даже и за экономическую выгоду...
Но конкуренция есть. Растения (и особенно те самые мощные деревья, загораживающие всем свет) предпочтительно посылают полезные вещества растениям собственного вида и даже - предпочтительно своим прямым родственникам (выросшим из своего семечка). Когда мощное дерево срубают, оно, умирая, пытается раздать как можно больше полезных веществ "своим". Некоторые растения стараются также посылать вредные вещества, заражающие или даже убивающие тех, у кого нет защиты (защита есть у них самих, конечно же). Есть посторонние организмы, типа насекомых, которые ориентируются по нитям микоризы, чтобы находить наиболее вкусные корни. Кроме того, каждый участник экономики микоризы хочет забрать побольше, а отдать поменьше. Но поскольку так поступает каждый, оно более ли менее уравновешивается.
Но и это ещё не всё.
У них нет мозга, как они вообще договариваются?
Это у людей нет мозга, а растения такие молодцы, дружат, делятся, договариваются... Короче, сигналы, посылаемые через микоризу, довольно сложные. Помимо химических сигналов, это электрические сигналы (!), составленные из последовательностей импульсов (!!). По длине последовательности из различающихся импульсов можно сказать, что они обмениваются эквивалентами слов английского или русского языка (!!!). Учёные насчитали в их языке до 50 повторяющихся слов (ну хотя бы они ещё не обнаружили синтаксис).
Мы, конечно, не назвали бы организм, который может оперировать только 50 словами и не способен выучить новые модели поведения, разумным. Я также сильно подозреваю, что при всей сложности этой сигнальной системы - это сложность, накопленная за поколения и поколения эволюции.
То есть, допустим, растение, у которого не хватает азота, начинает запасать излишки доступных ему полезных веществ, а также вырабатывать сигнальные вещества, как притягивающие, так и сдерживающие грибную активность. Но оно это делает не потому, что крепко подумало и пришло к свежей идее, что это сработает. Это поведение, зародившееся сотни тысяч лет назад с чего-то очень простого - например, простых симбиотических отношений, строящихся на одном просто обмене. Постепенно оно наращивало сложность как со стороны растения, так и со стороны гриба, ведь растение пыталось получить побольше азота, а гриб - максимизировать собственную прибыль. Если бы та или иная сторона могла, она бы съела другую сторону, даже если из-за этого оно бы лишилось в будущем торгового партнёра. Эта система существует в равновесии - в сложном танце - не потому, что участники осознают происходящее и планируют будущее, а потому что танец отрепетирован и отшлифован тысячелетиями.
Конечно, ту же логику можно применить к людям и поставить под сомнение разумность наших сложных отношений, но это тема для другого поста.
Выводы
Сначала, натолкнувшись на эту информацию, я подумала, что грибы занимаются сельским хозяйством и выращивают леса ради обеспечения себе питательную органику. Потом я узнала, что это больше похоже на экономические отношения, в которых растения тоже проявляют инициативу и имеют интересы. Есть даже предположение, что обширность сети эволюционировала потому, что растения отказываются сотрудничать с грибницами, которые плохо доносят сигналы между растениями. Впрочем, одомашнивание людьми растений и животных - тоже процесс обоюдный, и не только люди выводят удобные им сорта злаков и виды скота, но и сам этот образ жизни меняет людей - их культуру, поведение, пищевые привычки, даже микробиологию. Так что это ещё неизвестно, где в лесу (или на ферме) хозяйство, а где - хозяин.
Легко представить, как грибы по своему подземному интернету обсуждают существование каких-то там животных, и что некоторые из них передают друг другу не только сигналы по воздуху, но и электрические, через провода! И ещё они действуют сообща, обмениваются ресурсами, договариваются более чем 50 словами! Как вообще может быть разумным организм, носящийся по земле без постоянных корней?!
Источники:
Что я знала позавчера: Растения в лесу и в огороде обмениваются химическими сигналами - выделяют в воздух вещества, уловимые и понятные другим растениям. Так они предупреждают друг друга о вледителях, чтобы другие растения (желательно того же вида) успели подготовиться. Круто, чё. И ещё гриб, который со шляпкой - это только верхушка айсберга, плодовое тело грибницы - организма, похожего на переплетение корней, живущего под землёй и разрастающегося зачастую на квадратные километры. Живёт себе там, питается перегноем, летом отращивает грибы ради размножения. Любопытно.
Что я узнала сегодня:
Грибница передаёт сигналы между растениями
Система сигналов, описанная выше, действует не только через воздух, но и через микоризу - сеть грибниц, оплетающих корни растений и проникающих в них. Через микоризу растения связаны гораздо лучше, чем через воздух. Между связанными таким образом растениями сигнал об опасности распространяется гораздо быстрее, чем по воздуху, и растения лучше успевают подготовиться (например, выработать вещество, убивающее подбирающихся вредителей).
Но это ещё не всё.
Грибница также передаёт полезные вещества между растениями
Если у какого-то растения избыток углерода, а у другого - недостаток, то по микоризе этот избыток попадает к страдающему растению. То же самое с азотом, фосфором, водой и вообще чем угодно. Это касается даже семян: ещё не ставшее растением семечко - уже подключается к микоризе (точнее, микориза к нему) и получает недостающие полезные вещества. Всхожесть семян в земле с микоризой лучше, чем без неё. В целом, статистически, растения лучше растут в почве с грибницей, и ко всему прочему грибы перерабатывают перегной в компост. На фермерских сайтах люди делятся советами, где достать и как приживить на участке микоризу.
Но это ещё не всё.
Какие сигналы передаются между грибницей и растениями?
А также зачем растениями сначала тратить силы на фотосинтезирование или извлечение из почвы излишков, а потом отдавать каким-то чахлым растениям где-то далеко? Что это за социализм, где выживание сильнейшего?
Короче, они это делают в обмен на другие нужные им вещества, передаваемые микоризомой. В природе не бывает, что всем всего хватает там, где ты вырос. Заброшенное на бедную азотом почву деревцо тоже может что-то предложить как грибам-посредникам, так и другим растениями вокруг - в обмен на нужный ему азот.
Хотя это не совсем правда.
Какие сигналы передают вековые дубы?
Есть и растения, которым всего хватает - высоченные деревья с полным доступом к солнцу, с обширной корневой системой. Они связаны со множеством микориз, а через них - с десятками деревьев как своего вида, так и других видов. У подобного успешного дерева всегда есть излишки, и ими оно кормит окружающую растительную экосистему и сами микоризы. Также эти деревья очень важны для передачи сигналов между разными микоризами, благодаря чему сигналы - и полезные вещества - распространяются шире.
Но и это ещё не всё.
А как же межвидовая конкуренция?
Какие-то это слишком благостные отношения между растениями, о которых мы раньше читали только, что каждое мечтает загородить свет и отнять полезные вещества у всех окружающих, исключая разве что собратьев по виду. А тут - сотрудничивают, присылают помощь обездоленным, пусть даже и за экономическую выгоду...
Но конкуренция есть. Растения (и особенно те самые мощные деревья, загораживающие всем свет) предпочтительно посылают полезные вещества растениям собственного вида и даже - предпочтительно своим прямым родственникам (выросшим из своего семечка). Когда мощное дерево срубают, оно, умирая, пытается раздать как можно больше полезных веществ "своим". Некоторые растения стараются также посылать вредные вещества, заражающие или даже убивающие тех, у кого нет защиты (защита есть у них самих, конечно же). Есть посторонние организмы, типа насекомых, которые ориентируются по нитям микоризы, чтобы находить наиболее вкусные корни. Кроме того, каждый участник экономики микоризы хочет забрать побольше, а отдать поменьше. Но поскольку так поступает каждый, оно более ли менее уравновешивается.
Но и это ещё не всё.
У них нет мозга, как они вообще договариваются?
Это у людей нет мозга, а растения такие молодцы, дружат, делятся, договариваются... Короче, сигналы, посылаемые через микоризу, довольно сложные. Помимо химических сигналов, это электрические сигналы (!), составленные из последовательностей импульсов (!!). По длине последовательности из различающихся импульсов можно сказать, что они обмениваются эквивалентами слов английского или русского языка (!!!). Учёные насчитали в их языке до 50 повторяющихся слов (ну хотя бы они ещё не обнаружили синтаксис).
Мы, конечно, не назвали бы организм, который может оперировать только 50 словами и не способен выучить новые модели поведения, разумным. Я также сильно подозреваю, что при всей сложности этой сигнальной системы - это сложность, накопленная за поколения и поколения эволюции.
То есть, допустим, растение, у которого не хватает азота, начинает запасать излишки доступных ему полезных веществ, а также вырабатывать сигнальные вещества, как притягивающие, так и сдерживающие грибную активность. Но оно это делает не потому, что крепко подумало и пришло к свежей идее, что это сработает. Это поведение, зародившееся сотни тысяч лет назад с чего-то очень простого - например, простых симбиотических отношений, строящихся на одном просто обмене. Постепенно оно наращивало сложность как со стороны растения, так и со стороны гриба, ведь растение пыталось получить побольше азота, а гриб - максимизировать собственную прибыль. Если бы та или иная сторона могла, она бы съела другую сторону, даже если из-за этого оно бы лишилось в будущем торгового партнёра. Эта система существует в равновесии - в сложном танце - не потому, что участники осознают происходящее и планируют будущее, а потому что танец отрепетирован и отшлифован тысячелетиями.
Конечно, ту же логику можно применить к людям и поставить под сомнение разумность наших сложных отношений, но это тема для другого поста.
Выводы
Сначала, натолкнувшись на эту информацию, я подумала, что грибы занимаются сельским хозяйством и выращивают леса ради обеспечения себе питательную органику. Потом я узнала, что это больше похоже на экономические отношения, в которых растения тоже проявляют инициативу и имеют интересы. Есть даже предположение, что обширность сети эволюционировала потому, что растения отказываются сотрудничать с грибницами, которые плохо доносят сигналы между растениями. Впрочем, одомашнивание людьми растений и животных - тоже процесс обоюдный, и не только люди выводят удобные им сорта злаков и виды скота, но и сам этот образ жизни меняет людей - их культуру, поведение, пищевые привычки, даже микробиологию. Так что это ещё неизвестно, где в лесу (или на ферме) хозяйство, а где - хозяин.
Легко представить, как грибы по своему подземному интернету обсуждают существование каких-то там животных, и что некоторые из них передают друг другу не только сигналы по воздуху, но и электрические, через провода! И ещё они действуют сообща, обмениваются ресурсами, договариваются более чем 50 словами! Как вообще может быть разумным организм, носящийся по земле без постоянных корней?!
Источники:
- В Википедии - Mycorrhizal_network, Микориза (там есть ссылки на научные публикации)
- Наука и жизнь - Как растения договариваются с вредными грибами
- Mushrooms communicate with each other using up to 50 ‘words’, scientist claims
- Научпоп на Ютубе (англ)