Мерлин Шелдрейк - Запутанная жизнь. Как грибы меняют мир, наше сознание и наше будущее

В каменноугольный период, 290–360 миллионов лет назад, по заболоченным тропикам разрослись, превратившись в настоящие леса, самые первые производящие древесину (при поддержке их грибных микоризных партнеров) растения. Эти леса вырастали и умирали, извлекая из атмосферы огромное количество углекислого газа. Десятки миллионов лет большая часть этого растительного материала не подвергалась разложению. Слои мертвого, несгнившего леса становились все глубже, сохраняя в себе столько углерода, что уровень содержания двуокиси углерода в атмосфере резко упал и планета вошла в период глобального охлаждения. Растения стали причиной этого климатического кризиса, и они же больше всего от него пострадали: огромные участки тропического леса были просто стерты с лица Земли в процессе, получившем название «кризис карбоновых лесов» каменноугольного периода. Как же древесина стала загрязняющим веществом, вызвавшим изменение климата?

С позиции растений древесина была и остается блестящим структурным новаторством. По мере процветания живого соперничество за солнечный свет усиливалось и растения вырастали все выше, чтобы до него добраться. Чем выше они становились, тем больше нуждались в конструкции, которая смогла бы их поддержать в вертикальном положении. Древесина стала решением этой проблемы. Сегодня древесина примерно трех триллионов деревьев – более 15 миллиардов которых ежегодно вырубается – составляет примерно 60 % общей массы всех живых существ на планете, и это около 300 гигатонн углерода.

Дерево – материал гибридный. Целлюлоза – составляющее всех растительных клеток, древесных или нет, – является одним из его ингредиентов и самым распространенным полимером на Земле. Другим ингредиентом является лигнин, второй по распространенности полимер. Именно лигнин делает дерево деревом. Он крепче целлюлозы и более сложный по составу. В то время как целлюлоза состоит из упорядоченных цепочек молекул глюкозы, лигнин представляет собой случайную матрицу молекулярных колец.

До настоящего времени лишь несколько организмов разобрались с тем, как расщеплять лигнин. Наиболее многочисленной группой являются грибы, вызывающие белую гниль древесины [25] Также ксилотрофные грибы или грибы-дереворазрушители. Однако некоторые представители этих групп могут вызывать и другую гниль, например бурую. – Прим. науч. ред. , – в процессе разложения они отбеливают древесину до бледного цвета. Большинство ферментов – биологических катализаторов, используемых живыми организмами при проведении химических реакций, – закрепляются на молекулах конкретной формы. С лигнином этот метод безнадежен; его химическая структура слишком неупорядочена. Вызывающие белую гниль грибы обходят эту проблему, используя ферменты широкого спектра, действие которых не зависит от формы молекулы. Эти ферменты, или пероксидазы, выпускают поток высокореактивных молекул – свободных радикалов, – которые взламывают плотно связанную структуру лигнина в процессе ферментативного окисления.

Грибы – потрясающие специалисты в разложении материи, но из всех их достижений одним из наиболее впечатляющих является способность грибов, вызывающих белую гниль, расщеплять лигнин в древесине. Основываясь на способности высвобождать свободные радикалы, пероксидазы, вырабатываемые такими грибами, делают возможной так называемую радикальную химию. И «радикальная» – самое подходящее слово. Эти ферменты навсегда изменили тот путь, который углерод проделывает по своим земным циклам. Сегодня грибковое разложение материи – большую часть которой составляет древесная растительная материя – один из самых крупных источников углерода: в процессе высвобождается около 85 гигатонн углерода в год. В 2018 году сжигание ископаемого топлива людьми привело к выделению в атмосферу около 10 гигатонн углерода.

Каким образом накопившееся за десятки миллионов лет дерево не подверглось разложению в каменноугольный период? Существуют разные мнения. Некоторые исследователи указывают на климатические факторы: тропические леса представляли собой застойные, насыщенные водой места. Когда деревья умирали, они погружались в бескислородные болота, куда не могли проникнуть вслед за ними белые гнилостные грибы.

Другие предполагают, что когда лигнин впервые появился в начале каменноугольного периода, грибы, вызывающеи белую гниль древесины, еще не были в состоянии расщеплять его, и им понадобилось еще несколько миллионов лет, чтобы усовершенствовать свою технику разложения материи.