БиологияОбщие знания

Как некоторые грибы светятся в темноте?


Светящиеся в темноте грибы достаточно часто встречаются в природе. Их жутковатый зеленовато-желтый оттенок возникает в результате ряда химических реакций. Это явление называется биолюминесценцией.

В детстве многие из нас вешали светящиеся в темноте пластмассовые звезды на потолок своей спальни. Нам также нравится придавать обыденным предметам, таким как краски и одежда, изюминку, добавляя в них светящийся в темноте элемент. Однако не мы придумали, как заставить вещи светиться в темноте. Природа делает это уже много веков с помощью самых разных животных.

Встреча со светящимся в темноте грибом может показаться сценой из мира фантастики, но в действительности существует довольно много грибов, которые могут излучать видимый свет!

Сообщения о биолюминесцентных грибах впервые были зафиксированы тысячи лет назад. Аристотель описал загадочное свечение на куске гниющего дерева, вызванное люминесцирующим мицелием, как "холодный огонь". В 17 веке голландский врач отметил, как индонезийские туземцы использовали гриб с голубоватым светом в качестве фонарика во время ночных путешествий.

В Микронезии туземцы носят эти светящиеся грибы в качестве головных украшений во время ритуальных танцев. Они также мазали ими свои лица, чтобы отпугнуть людей. В других культурах люди считали светящиеся грибы плохим предзнаменованием и уничтожали их!

Что такое светящиеся грибы?

Из более чем 100 000 известных видов грибов ученые выявили более 80 видов светящихся грибов. Подавляющее большинство этих грибов принадлежит к роду Omphalotus, Armillaria или Mycena.

Эти грибы излучают зеленоватый свет с длиной волны 520-530 нм. Светящаяся часть гриба включает либо плодовое тело (шляпка и жабры), либо нити мицелия, либо и то, и другое. Например, у грибов родов Omphalatus и Mycena светятся и плодовое тело, и мицелий, тогда как у грибов рода Armillaria светится только мицелий.

Можно подумать, что эти грибы светятся на протяжении всей своей жизни, но это не так. Они излучают свет только в течение определенного периода своего жизненного цикла. В течение оставшейся части своей жизни гриб не излучает никакого свечения.

Свечение молодого плодового тела и мицелия ярче, чем зрелого плодового тела и мицелия.

Почему они светятся?

Причиной свечения некоторых грибов является биолюминесценция. Это явление, когда в результате химической реакции организм начинает производить и излучать свет. Энергия, вырабатываемая в ходе реакции, преобразуется в свет.

Светлячки, скорпионы и морские животные, такие как медузы и рыбы-удильщики, проявляют биолюминесценцию по схожему механизму.

Что вызывает биолюминесценцию у грибов?

В грибах реакция биолюминесценции зависит от кислорода. Она включает в себя реакцию между молекулой люциферина и ферментом люциферазой.

Люциферин — это общий термин для обозначения органического соединения в люминесцирующих организмах. Он излучает свет в результате окисления в присутствии фермента люциферазы. Тип люциферина, участвующего в биолюминесцентных грибах, до недавнего времени был неизвестен. В одном из исследований люциферин был идентифицирован как 3-гидроксигиспидин. Это соединение биосинтезируется путем окисления грибного метаболита под названием гиспидин.

Биолюминесцентная реакция происходит в два этапа. Сначала молекула люциферина взаимодействует с кислородом и молекулами АТФ в присутствии фермента люциферазы. Это приводит к образованию люминесцентной молекулы под названием оксилюциферин, которая представляет собой комбинацию люциферина и кислорода.

Энергия, выделяемая в ходе этой реакции, возбуждает электроны в молекуле оксилюциферина. Когда электроны оксилюциферина возвращаются в свое основное состояние, молекула начинает распадаться. Энергия высвобождается, вызывая испускание фотонов, и таким образом образуется свет.

Большинство источников света, например, лампочки, излучают свет, потому что они сильно нагреваются. Грибы, с другой стороны, производят свет без нагревания, поскольку он является просто продуктом химической реакции. Поэтому свет, излучаемый биолюминесцентными грибами, называется "холодным светом".

Роль биолюминесценции в грибах

Различные теории пытаются объяснить функцию биолюминесценции грибов. Эксперимент, проведенный Сивински, демонстрирует, как членистоногих, таких как Collembola и Diptera, привлекают светоизлучающие грибы. Эти насекомые могут способствовать распространению спор, что увеличивает выживаемость видов грибов.

Таким образом, виды грибов, излучающие свет ночью, имеют преимущество перед несветящимися видами грибов в привлечении насекомых, рассеивающих споры. Это особенно верно для грибов, растущих под плотным пологом леса, где споры редко разносятся ветром.

Вопреки мнению некоторых, свечение грибов не обязательно означает опасность. Некоторые светящиеся грибы, такие как Pleurotus japonicus, ядовиты, а Omphalotus olearius считается токсичным галлюциногеном. Однако не все светящиеся грибы токсичны и несъедобны. Гриб Panellus stipticus действует как горькое, кислое слабительное.

Грибы Pleurotus japonicus и Omphalotus olearius

Светящийся мицелий может также отталкивать негативно фототропных хищников (членистоногих, которые уходят от света), обитающих в почве. И наоборот, свет привлекает хищников, которые тянутся к свету. Эти хищники могут питаться членистоногими на грибах и тем самым ограничивать присутствие хищников.

Другая гипотеза предполагает, что биолюминесценция не имеет экологической функции в грибах. Скорее, это просто побочный продукт какой-то другой биохимической реакции. Большинство древесных грибов имеют видимое свечение и могут переваривать лигнин. Это сложный полимер, который обеспечивает жесткость стенке растительной клетки, связывая целлюлозную сеть в растении. Существует связь между биолюминесценцией и деградацией лигнина. Реакция грибковой биолюминесценции детоксифицирует пероксиды, высвобождаемые во время переваривания лигнина, в процессе, известном как лигнинолиз.

В древние времена свет и огонь ассоциировались с богами, например, с греческим богом Аполлоном. Однако появление света без тепла или огня (например, холодный свет светящихся грибов) считалось сверхъестественным.

Однако после изучения различных светящихся видов грибов мы узнали, что этот загадочный свет возникает в результате химического процесса биолюминесценции!

Подписывайтесь на нас
Back to top button