Лучший способ оценить интенсивность движения жидкости внутри мицелия – наблюдать за тем, как она курсирует по сети. В 2013 году группа исследователей Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе обработала мицелий, и ученые могли видеть клеточные структуры внутри гиф. Видеозапись показала полчища прибывающих клеточных ядер. В некоторых гифах они перемещаются быстрее, чем в других, где-то и вовсе двигаются разнонаправленно. Иногда образуются пробки, и ядра перенаправляются в другие отростки. Потоки ядер сливаются друг с другом; ритмичные толчки заставляют их двигаться с большой скоростью, разветвляться на перекрестках и устремляться в боковые проходы. Как иронично заметил один из исследователей, это «анархия клеточных ядер» как есть.
Поток помогает объяснить циркуляцию веществ в грибнице, но не может объяснить, почему грибы растут в одном направлении, а не в другом. Гифы чувствительны к стимулам, и в каждый отдельный момент времени они сталкиваются с огромным количеством возможностей. Вместо того чтобы расти по прямой линии с постоянной скоростью, гифы направляются в привлекательные места из непривлекательных. Как?
В 1950-е годы нобелевский лауреат, биофизик Макс Дельбрюк заинтересовался сенсорным поведением. В качестве модельного организма он выбрал фикомицес Блексли, Phycomyces blakesleeanus . Дельбрюк был очарован замечательными перцептивными способностями этой «особи». Его спороносные структуры (на деле – гигантские вертикальные гифы) чувствительны к свету примерно настолько же, что и человеческий глаз, и, подобно ему, адаптируются к его интенсивности. Они способны уловить слабый свет, исходящий от всего лишь одной звезды, и могут быть «ослеплены» ярким дневным солнечным светом. Растения реагируют на уровень освещения в сотни раз интенсивнее.
В конце научной карьеры Дельбрюк выражал убеждение, что этот фикомицес – «самый умный» из более простых многоклеточных [14] Гифы фикомицесов не имеют перегородок. То есть их мицелий – одна многоядерная клетка, считать его многоклеточным ошибочно. – Прим. науч. ред.
организмов. Кроме своей великолепной чувствительности к прикосновению – фикомицес предпочитает расти, когда скорость ветра не превышает 1 см/с, или 0,036 км/ч, – этот гриб способен улавливать присутствие объектов поблизости. Это явление называется реакцией избегания. Несмотря на десятилетия кропотливых исследований, механизм такого поведения остается загадкой. Объекты, находящиеся в пределах нескольких миллиметров от фикомицеса, заставляют спороносные структуры гриба отклоняться, хотя и не касаются его. Каков бы ни был объект – прозрачный или матовый, гладкий или шероховатый, – спорангиеносец фикомицеса начинает уходить от него примерно через две минуты после обнаружения. Воздействие электромагнитных полей, влажности, механических факторов и температуры ученые исключили. Некоторые исследователи предполагают, что фикомицес использует летучий химический сигнал, отклоняющийся и обходящий препятствие под воздействием слабых воздушных потоков, но это еще предстоит доказать.
Хотя фикомицесы – чрезвычайно чувствительный вид, есть еще много грибов, способных чувствовать и реагировать на свет (его направление, силу или цвет), температуру, влажность, запас питательных веществ, токсины и электрические поля. Подобно растениям, грибы могут «видеть» цвета всего спектра с помощью рецепторов, чувствительных к синему свету и, в отличие от растений, к красному свету; у грибов также имеются опсины (светочувствительные пигменты), присутствующие в колбочках и палочках глаз животных. Гифы могут также ощущать текстуру поверхностей: по данным исследования, молодые гифы грибка, вызывающего ржавчину фасоли, умеют «нащупывать» канавки глубиной в половину микрометра (это в три раза мельче углубления между лазерными дорожками компакт-диска) на искусственных поверхностях. Когда гифы соединяются, чтобы образовать плодовое тело гриба, они обретают чрезвычайную чувствительность к силе тяжести. И, как мы уже убедились, грибы используют бесчисленное множество каналов химической связи с другими организмами и друг с другом: когда они соединяются или вступают в половые связи, гифы отличают «себя» от «других», а также от разновидностей «других».
Грибы «варятся» в океане сенсорной информации. И каким-то образом гифы – направляемые кончиками – способны интегрировать многочисленные потоки данных и определять подходящую траекторию для роста. Люди, подобно большинству животных, используют мозг для интеграции сенсорных данных и принятия оптимальных решений. Стало быть, нам итересно локализовать такую интеграцию в организме. Мы хотим ответить на вопрос «где? » , но если мы имеем дело с растениями и грибами, этот вопрос, вернее всего, останется без ответа. Грибницы и растения состоят из разных частей, но среди них нет уникальных. Там всего понемногу. Но как же тогда потоки сенсорной информации сливаются внутри грибницы? Как организмы, не имеющие мозга, сочетают ощущение и действие?
Читать дальше
Конец ознакомительного отрывка
Купить книгу