Ukryte życie grzybów. Jaką rolę pełnią w dzisiejszym świecie?

Grzyby są cichymi bohaterami, inspicjentami natury. Stanowią osobne królestwo organizmów żywych (Fungi), nie mniej istotne niż królestwo zwierząt (Animalia) czy królestwo roślin (Plantae). W Ameryce Południowej w osadach lawy znaleziono skamieliny grzybni liczące 2,4 miliarda lat. To najstarszy ślad istnienia organizmu wielokomórkowego na Ziemi. Wiele najbardziej spektakularnych wydarzeń, do jakich doszło na naszej planecie, jest wynikiem działalności grzybów. Rośliny opuściły środowisko wodne około pół miliarda lat temu wyłącznie dzięki grzybom, które służyły im za system korzeniowy na dziesiątki milionów lat przed tym, zanim rozwinęły własny. Także współcześnie dzięki grzybom powstają nowe ekosystemy lądowe. Gdy z oceanu wyłania się wyspa wulkaniczna, pierwszymi organizmami, które ją zasiedlają, są porosty – połączenie grzyba i glonu lub bakterii. Porosty, wgryzając się w skałę, tworzą glebę, w której mogą się zakorzenić rośliny.

Od pustyni po morza

Grzybobraniu od zawsze towarzyszą spory i dylematy – wykręcać czy wycinać? „Obecnie panuje przekonanie, że oba sposoby nie szkodzą grzybni. Ja nawet podgrzybki wykręcam, a później oczyszczam trzon, uzyskując więcej masy. Jeszcze kilka lat temu panowało przekonanie, że wycinanie grzybów powoduje atak na grzybnię bardziej ekspansywnego grzyba – pleśni. Jednak ludzie od pokoleń grzyby wycinali, a dzikie zwierzęta zawsze je jadły i mimo to grzybnie przetrwały kolejne lata”, pisze Zofia Leszczyńska-Niziołek w „Polowaniu na grzyby”. Poza informacjami praktycznymi o tym, co i jak zbierać, autorka dzieli się przepisami np. na kotlety z purchawek czy czernidłaka na grzance. Już czekam na początek grzybowego sezonu.

Mniej praktyczną, ale za to całkowicie oszałamiającą lekturą są „Strzępki życia”, książka biologa Merlina Sheldrake’a, która niedawno ukazała się w polskim przekładzie. Przede wszystkim uświadamia nam, że wcale nie trzeba iść do lasu, żeby znaleźć grzyby, bo one są dosłownie wszędzie. Szacuje się, że istnieją ponad dwa miliony ich gatunków (2,2–3,8 mln). To sześć do dziesięciu razy więcej niż roślin. Dotąd opisano tylko niewielki ich procent. Spośród tych znanych jedynie 20 tysięcy tworzy owocniki, czyli grzyby kapeluszowe, które zbieramy (lub omijamy szerokim łukiem) w lesie. Są one, tak jak w przypadku owoców roślin, niewielką częścią większego organizmu ukrytego pod ziemią. Grzyby kapeluszowe są zbitką grzybni, w której produkowane są zarodniki (spory). Zarodniki są dla grzybów tym, czym nasiona dla roślin – służą do rozprzestrzeniania się, przenoszone przez wiatr czy zwierzęta. W niektórych krajach, m.in. we Francji, na grzyby można chodzić tylko z wiklinowym koszykiem, przez którego dziurki zarodniki mogą wypaść, zanim grzyb trafi na stół. Grzyby kapeluszowe są niesamowicie zróżnicowane. Mają różne kształty, rozmiary, kolory. Niektóre są nawet bioluminescencyjne – świecą w ciemności. Używano ich do podświetlania kompasu i sygnalizatora głębokości na pokładzie pierwszego okrętu podwodnego, zbudowanego w 1775 roku podczas wojny o niepodległość Stanów Zjednoczonych.

Jednak, jak już wspomniałam, grzyby kapeluszowe to tylko niewielki fragment królestwa Fungi. „Grzybami są zarówno jednokomórkowe drożdże, jak i porastające rozległe powierzchnie strzępki tworzące grzybnię podziemną opieńki miodowej (Armillaria mellea), które można zaliczyć do największych organizmów żywych na Ziemi. Obecny rekordzista z amerykańskiego stanu Oregon waży setki ton, zajmuje 10 kilometrów kwadratowych i liczy od dwóch do ośmiu tysięcy lat. Zapewne istnieją również, jak dotąd nieodkryte, większe i starsze osobniki”, pisze Sheldrake. Tak więc grzyby mogą być malutkie i gigantyczne. Poza tym występują dosłownie wszędzie. „Zaczynając od głębokich osadów na dnie morskim, a kończąc na powierzchni pustyń – nie wyłączając zamarzniętych kanionów Antarktydy, ludzkich jelit i naturalnych otworów ciała. Wśród liści i gałęzi pojedynczej rośliny można ich znaleźć dziesiątki, a nawet setki gatunków”, czytamy w „Strzępkach życia”.

Leśny internet

Współcześnie 90 procent roślin istnieje dzięki grzybom mykoryzowym (żyjącym na korzeniach roślin). Za pośrednictwem grzybów rośliny pozyskują z gleby składniki odżywcze, takie jak fosfor czy azot, w zamian za bogate w energię cukry i tłuszcze produkowane w procesie fotosyntezy, będącej sposobem na absorbowanie przez rośliny światła słonecznego i wchłanianie dwutlenku węgla. Jednak poprzez system grzybni rośliny mogą przesyłać nie tylko składniki odżywcze, ale też cząsteczki sygnałowe. „Grzybnia to tkanka łączna ekosystemu, żywy szew, dzięki któremu znaczna część środowiska zostaje spojona wzajemnymi relacjami. W szkole pokazuje się uczniom tablice anatomiczne, z których każda przedstawia inny aspekt ciała człowieka. Na jednej widnieje układ kostny, na drugiej układ krwionośny, na trzeciej układ nerwowy, a na czwartej układ mięśniowy. Gdybyśmy stworzyli analogiczne tablice dla sportretowania ekosystemu, jedną z warstw byłaby przecinająca go sieć grzybni. Ujrzelibyśmy rozległe, splecione ze sobą sieci przenikające glebę, występujące w osadach siarkowych setki metrów pod powierzchnią oceanów, wzdłuż raf koralowych, w ciałach roślin i zwierząt zarówno żywych, jak i martwych, na wysypiskach śmieci, w dywanach, w deskach podłogowych, w starych książkach bibliotecznych, w drobinkach domowego kurzu i w wiszących w muzeach płótnach dawnych mistrzów malarstwa. Według pewnych szacunków, gdyby rozciągnąć grzybnię znalezioną w gramie gleby – czyli mniej więcej w jednej łyżeczce – i ułożyć w linii prostej, mierzyłaby od 100 metrów do 10 kilometrów”, pisze Sheldrake.

Wróćmy do lasu. Kluczem do zrozumienia, jak działa ekosystem, jest poznanie relacji między roślinami i grzybami mykoryzowymi. W korzeniach jednej rośliny może żyć wiele grzybów, a z jedną siecią grzybni może być połączonych wiele roślin. Ten system połączeń tworzy swoisty serwis społecznościowy dla roślin, leśny Internet. Na razie słabo go znamy, a naukowcy nie są zgodni co do sposobu jego działania. Każdy kolejny eksperyment przynosi więcej pytań niż odpowiedzi. Na co reagują rośliny? Jaka jest rola grzybów? Jedna z hipotez głosi, że za pośrednictwem wspólnej sieci mykoryzowej przepływają substancje infochemiczne. Inna, bardziej intrygująca, mówi, że strzępkami grzybni przebiegają impulsy elektryczne. To oznaczałoby, że system grzybni przypomina wielki mózg. Choć takie porównania się pojawiają, naukowcy są ostrożni z ich używaniem w obawie przed antropomorfizacją świata Fungi.

Grzyby w labiryncie

Wśród badaczy wzrasta świadomość licznych wyrafinowanych zachowań, jakie wyewoluowały w pozbawionych ośrodkowego układu nerwowego organizmach spoza królestwa zwierząt. Stajemy przed koniecznością przedefiniowania tego, czym jest inteligencja. Śluzowce na przykład potrafią podejmować decyzje, porównując wiele możliwych kierunków działania, choć nie mają mózgu ani niczego, co by go przypominało. Tworzą sieci eksploracyjne z przypominających czułki żyłek. „Japońscy badacze umieścili śluzowca Physarum polycephalum w szalce Petriego zorganizowanej na podobieństwo obszaru metropolitalnego Tokio. Płatki owsiane odpowiadały głównym ośrodkom miejskim, a jaskrawe światła przeszkodom takim jak góry – śluzowce nie lubią światła. W ciągu zaledwie jednego dnia Physarum polycephalum znalazł najefektywniejszą trasę pomiędzy płatkami owsianymi, niemal kompletnie odwzorowując istniejącą sieć kolejową Wielkiego Tokio.

W podobnym eksperymencie śluzowiec odtworzył amerykańską sieć autostrad oraz system dróg wybudowanych przez starożytnych Rzymian w Europie Środkowej. Pewien entuzjasta śluzowców opowiedział mi o teście, który przeprowadził – pisze Merlin Sheldrake. – Ponieważ regularnie gubił się w sklepach IKEA i tracił czas na poszukiwanie wyjścia, postanowił postawić przed tym samym problemem Physarum polycephalum. W tym celu stworzył labirynt na podstawie planu lokalnego sklepu. Jak można się było spodziewać, śluzowiec prędko znalazł najkrótszą drogę do wyjścia”. Podobnie zachowują się umieszczone w labiryntach strzępki grzybów. Można obserwować pod mikroskopem, jak zaczynają „węszyć” w poszukiwaniu właściwej drogi. Mało tego, eksperymenty naukowe pokazują również, że grzybnia dysponuje pamięcią przestrzenną (zapamiętuje ułożenie kawałków drewna, którymi się odżywia), choć zagadką pozostaje, gdzie te informacje są przechowywane.

W latach 50. XX wieku biofizyk Max Delbrück, laureat Nagrody Nobla, zainteresował się badaniem zachowań sensorycznych grzybów. Za organizm modelowy posłużył mu grzyb z gatunku Phycomyces blakesleeanus. Grzyb ten jest niezwykle wrażliwy na dotyk, nie lubi nawet zbyt silnych podmuchów powietrza. Potrafi też wykrywać obecność pobliskich przedmiotów, co jest zjawiskiem znanym jako reakcja unikania. Pomimo prowadzonych od dziesięcioleci drobiazgowych badań owa reakcja pozostaje zagadką. Przedmioty znajdujące się w odległości kilku milimetrów sprawiają, że owocnik Phycomyces blakesleeanus odchyla się, zanim w ogóle dojdzie do kontaktu. „Bez względu na charakter przedmiotu – nieprześwitujący czy przezroczysty, gładki czy szorstki – grzyb zaczyna się odchylać po jakichś dwóch minutach. Wykluczono wpływ pola elektrostatycznego, wilgotności, czynników mechanicznych i temperatury. Jedna z hipotez głosi, że Phycomyces blakesleeanus wykorzystuje lotny związek chemiczny, który odbija się od przeszkody i powraca na miniaturowych prądach powietrznych, lecz jak dotąd niczego takiego nie dowiedziono”. Jak organizmy, które nie wykształciły mózgu, łączą percepcję z działaniem? Jeszcze nie wiadomo.

Talent do rozkładu

Wiele osób boi się grzybów, utożsamiając je ze śmiercią i rozkładem. Taka jest ich rola w cyklu życia. Rozkładają martwe czy obumierające organizmy, żeby wprowadzić składniki odżywcze ponownie w obieg. Są w pewien sposób końcem wszystkiego, ale też początkiem. Bez grzybów martwa materia organiczna przytłoczyłaby Ziemię. Na szczęście grzyby mają nieopanowany apetyt. Zawrotne ilości śmieci produkowane przez człowieka wydają im się atrakcyjnym kąskiem. Naukowcy odkryli na przykład, że wszystkożernemu boczniakowi ostrygowatemu za dietę wystarczą zużyte pieluchy. Trzeba jedynie pozbawić je foliowej osłonki. Co więcej, wyhodowane na pieluchowej diecie grzyby były jadalne, zdrowe i wolne od zarazków. Najczęstszy śmieć na Ziemi? Niedopałki papierosów. Co roku przybywa ich 750 tysięcy ton. Nieużywany filtr papierosowy rozłoży się sam z siebie, ale zużyte filtry nasycone są toksynami, które hamują ten proces. Jeden z naukowców zmusił jednak grzyb Pleurotus ostreatus do odżywiania się zużytymi filtrami, odcinając mu inne możliwości. I ponownie, tym razem ze słoika wypełnionego pogniecionymi niedopałkami, wyrósł piękny grzyb.
Fungi mają niebywałą zdolność przetrwania. Grzyby radiotroficzne – te, które są zdolne do pochłaniania promieniowania i przekształcania go w energię – poradziły sobie świetnie w ruinach Czarnobyla. Istnieją przekazy mówiące, że po zniszczeniu Hiroszimy przez bombę atomową pierwszym żywym organizmem, który pojawił się w strefie zero, była gąska sosnowa, w Japonii nazywana grzybem matsutake.

Mykoremediacja to termin określający wykorzystanie grzybów do usuwania zanieczyszczeń środowiska. Świetnie opowiada o tym Paul Stamets w ramach konferencji TED. Wykład „Six Ways that Mashrooms Can Save the World” można znaleźć na YouTubie. Grzyby potrafią rozłożyć wszystko, co jest naturalne – rozkładają związki oparte na węglowodorach, w tym wycieki ropy, dzięki enzymom peroksydazy. „Po sześciu tygodniach odpady ropopochodne pokryły się setkami kilogramów boczniaków ostrygowatych. Niektóre były naprawdę duże, co dowodzi bogactwa składników odżywczych. Stało się coś, co było dla mnie objawieniem – mówi Stamets. – Doszło do sporulacji, a zarodniki przyciągnęły owady i insekty. To z kolei zwabiło ptaki przynoszące nasiona. Odpady stały się oazą życia”.