Как грибы размножаются спорами и куда они летят

Где прячутся споры и сколько их производит один гриб

Споры — это одноклеточные зачатки нового организма, защищенные плотной многослойной оболочкой. У шляпочных грибов они созревают в специальной зоне на нижней стороне шляпки, которую ученые называют гименофором. Строение этой зоны бывает двух основных видов. У белых грибов, маслят и подберезовиков снизу находится губчатая масса из крошечных вертикальных трубочек. У сыроежек, шампиньонов, лисичек и бледных поганок снизу идут радиальные пластинки, расходящиеся от ножки к краям.

Пластинки и трубочки нужны для многократного увеличения рабочей площади. Если бы нижняя сторона шляпки оставалась плоской, гриб сформировал бы в десятки раз меньше спор. Площадь внутренних стенок пластинок у взрослого шампиньона достигает внушительных размеров относительно его скромного диаметра. Внутри этих полостей на микроскопических выростах, базидиях или сумках-асках, созревают триллионы будущих спор.

Масштабы размножения поражают воображение. Один крупный лесной шампиньон за несколько дней жизни выбрасывает в окружающий воздух около 16 миллиардов спор. Дождевик гигантский (Calvatia gigantea), вырастающий порой до полуметра в диаметре, производит колоссальное количество — до 7 триллионов спор. Гриб тратит колоссальные ресурсы на такое перепроизводство, потому что шанс прорасти и дать жизнеспособную грибницу выпадает лишь единичным клеткам из миллионов.

Механизм старта или как гриб стреляет каплей воды

Споры не просто осыпаются вниз под собственной тяжестью. Если бы они падали произвольно, они бы моментально прилипали к стенкам соседних влажных пластинок или трубочек гименофора. Чтобы этого избежать, грибы используют физику поверхностного натяжения жидкостей. Этот процесс описал канадский миколог Артур Буллер еще в начале двадцатого века, поэтому запускающий механизм часто называют каплей Буллера.

На крошечном отростке споры у места ее крепления к материнской клетке выделяются сахара, в основном маннит и глюкоза. Сахар активно притягивает влагу из воздуха шляпки, влажность внутри которой близка к ста процентам. Рядом с основанием споры нарастает микроскопическая капля конденсата. Вторая, чуть меньшая капля, образуется на брюшной стороне самой споры. По мере роста обе капли сближаются и в долю микросекунды сливаются в единое целое.

Слияние капель вызывает мгновенное смещение центра тяжести. Выделившаяся поверхностная энергия сообщает споре импульс невероятной силы. Стартовое ускорение споры в момент отрыва превышает ускорение свободного падения в десятки тысяч раз. Спора отскакивает от стебелька горизонтально со скоростью около одного метра в секунду, пролетает доли миллиметра строго в свободный зазор между пластинками, теряет скорость из-за трения о воздух и начинает плавно планировать вниз, выходя из-под шляпки.

Куда летят споры и как грибы создают собственный ветер

Вылетев за пределы шляпки, споры оказываются в открытом воздушном пространстве. Их масса ничтожно мала, размеры составляют от 3 до 15 микрометров. Тела такого масштаба падают в неподвижном воздухе крайне медленно, со скоростью считанных миллиметров в секунду. Любое малейшее движение воздуха способно подхватить их и унести ввысь.

Большинство спор приземляется неподалеку, в радиусе от одного до трех метров от материнского плодового тела. Это гарантирует сохранение вида в уже проверенном, пригодном для жизни месте с подходящей влажностью и почвой. Некоторая часть попадает в мощные восходящие потоки воздуха, поднимается в тропосферу на высоту трех-пяти километров и перемещается воздушными массами на сотни и тысячи километров, пересекая океаны и горные хребты.

В лесу у поверхности земли часто стоит полный штиль, где споры рисковали бы просто упасть к подножию ножки плотным слоем. Ученые из Калифорнийского университета выяснили, что грибы способны создавать локальный сквозняк самостоятельно. Плодовое тело постоянно испаряет воду с поверхности шляпки. Испарение охлаждает воздух вокруг шляпки, холодный воздух стекает вниз, вытесняя снизу более теплый воздух. Возникает миниатюрный восходящий конвекционный вихрь, подхватывающий выброшенные споры и поднимающий их над шляпкой даже в абсолютно безветренный день.

У других групп грибов механизмы распространения отличаются от классического ветрового переноса:

• Грибы-веселки привлекают мух резким запахом гниющего мяса, насекомые пачкаются в слизистой споровой массе и разносят ее на лапках по лесу.
• Трюфели прячут споры под землей и при созревании издают резкий аромат мускуса, на который сбегаются кабаны, белки и мыши, распространяющие споры с пометом.
• Птичьи гнезда и бокальчики используют энергию падающих дождевых капель, работающих как гидродинамический трамплин, выбрасывающий коробочки со спорами наружу на метр-полтора.
• Водные грибы отращивают жгутики и самостоятельно плывут в толще воды в поисках органики.

Путь от летающей клетки до взрослой грибницы

Опустившись на влажную почву, лесную подстилку или гниющую древесину, спора поглощает воду, набухает и разрывает внешнюю защитную оболочку. Из нее вырастает тонкая прозрачная нить, называемая гифой. Гифа начинает активно ветвиться, выделять пищеварительные ферменты и поглощать растворенные питательные вещества. Образуется первичный мицелий.

Первичный мицелий содержит лишь один набор хромосом и не способен дать плодовые тела. Для полноценного размножения под землей должны встретиться две разные совместимые гифы, выросшие из разных спор. Они сливаются вместе в процессе плазмогамии, формируя вторичный двухъядерный мицелий. Эта мощная сетка нитей пронизывает субстрат на метры вокруг, копит силы, сахара и минералы, чтобы в сезон дождей сформировать шляпки.

Почему грибы растут кругами

В старых лесах и на открытых лугах грибники часто находят идеальные хороводы из шампиньонов, опят, говорушек или млечников. В народе такие структуры веками называли ведьмиными кругами и наделяли мистическим смыслом. Реальная биологическая причина лежит в геометрии радиального роста мицелия.

Проросшая из споры грибница разрастается под землей во все стороны с одинаковой скоростью, формируя правильную окружность. В центре круга мицелий со временем стареет, истощает все доступные запасы минеральных веществ и отмирает. Активно живет, питается и прирастает только внешняя кромка этого круга.

Именно на молодом внешнем крае подземной паутины закладываются плодовые тела. Каждый год круг увеличивается в диаметре на десять-сорок сантиметров. В степных районах и на нетронутых пастбищах Европы встречаются круги диаметром в сотни метров, возраст которых специалисты оценивают в несколько столетий. В центре такого круга трава часто бывает чахлой из-за токсинов, выделяемых старым мицелием, а на внешнем краю, наоборот, растет буйно благодаря азотистым соединениям.