Светящиеся грибы, фото которых есть в данной статье, в природе относительно ее многообразия малочисленны и встречаются нечасто. Известно множество видов растительных «фонариков». Все они отличаются силой испускаемого света и расцветками. Светящийся гриб террария даже стал одним из самых знаменитых в компьютерных играх. Есть ли он на самом деле в природе – информации нет.
Почему грибы светятся?
Светящиеся грибы – это проявление природного явления биолюминесценции. Оно проявляется у некоторых живых организмов. Были обнаружены и светящиеся в темноте грибы. Биолюминесценция – это химическая реакция, сопровождаемая выделением лучистой энергии. Появляется холодное свечение, получившее свое название за незначительное выделение тепла во время проявления феномена.
Он является следствием химической реакции, в которой участвуют кислород и люциферин (светоизлучающий биологический пигмент). Реакция происходит в тканях грибов, когда они поглощают кислород. В результате ткани начинают светиться. Но есть и другая причина этого феномена.
Например, могут светиться обычные гнилые или старые сыроежки и грузди. Феномен возникает из-за живущих в них маленьких микроорганизмов. Их тела испускают фосфорический свет, а создается ощущение, что он исходит от гриба.
Где растут светящиеся грибы?
Грибы, светящиеся в темноте, насчитывают от 68 до 71 вида. Больше половины из них относятся к роду Mycena. Они существуют за счет разложения органических веществ. Больше всего таких светящихся грибов растет в Японии – 10 видов. В Бразилии и Южной Америке найдено еще 8 разновидностей. Светящиеся грибы встречаются в Пуэрто-Рико, Малайзии и других местах по всему миру.
Какие части грибов светятся?
Эти удивительные организмы относятся к разным семействам. Грибы могут светиться полностью либо частями. У некоторых – только нижняя поверхность шляпки. В основном они встречаются в тропических, жарких странах и Южной Европе. У других грибов светятся вегетативные органы, которые служат для питания. Такие виды чаще всего встречаются в средней полосе.
Где можно увидеть светящиеся грибы?
Например, грибы Armillaria mellea Vahl имеют в мицелии светлые или темные нити (ризоморфы). Они пронизывают древесный ствол и способствуют его разрушению. Ризоморфы светятся в темноте, и со стороны кажется, что сияние исходит от дерева. Такой феномен чаще всего наблюдается на уже гнилых стволах.
Светящиеся грибы Xylaria Hypoxylon L имеют булавовидные плоды, которые разветвляются, как оленьи рога. Чаще всего они произрастают в буковых пнях. У грибов светятся только мицелии. Такой же эффект наблюдается у другого вида — X. polymorpa Pers.
Чаще всего у грибов светятся плоды. Например, один из самых известных – Pleurotus (Agaricus) olearius DC. Они растут в южной Европе, под старыми деревьями. Грибы очень крупные, стоят на толстой ножке, но имеют маленькую желтовато-золотистую шляпку. Эти виды светятся полностью, даже верхняя поверхность шляпки.
Еще один интересный вид – Pl. Gardneri Berk, произрастающий в Бразилии. Эти грибы находятся на мертвых пальмовых листьях. Дети местных туземцев часто используют светящиеся куски таких грибов вечерами вместо игрушек. Некоторые виды растут на стволах здоровых деревьев.
Сила свечения
У вида Pleurotus (Agaricus) olearius DC свечение наблюдается только у живых грибов. Феномен усиливается, пока они полностью не созреют. Потом свечение спадает. Но если этот гриб разрезать, то даже кусочки еще долго будут излучать свет.
Сила его испускания различна. Интенсивность свечения меняется в зависимости от вида гриба. Но даже у одного и того же может разниться из-за разной длительности жизненного цикла. Некоторые грибы светятся так сильно, что их можно использовать вместо лампочки и даже читать рядом с ними.
Другие виды становятся заметными, только если подойти к ним на расстояние в 20 метров. Светящиеся гнилушки заметны издалека. Сила излучения напрямую зависит от возраста. Старые грибы или находящиеся в стадии покоя уже не светятся. Этот феномен имеют только живые организмы.
Интенсивность свечения может зависеть и от температуры. Например, опята начинают излучать только в промежуток от 4 до 50 градусов. Для некоторых грибов температура не должна превышать 10, а другим требуется от 50 градусов и выше. Для свечения немаловажно и количество кислорода. При его недостатке мерцание грибов будет более слабым, в кипяченой воде вообще прекратится.
Цвета свечений
Светящиеся грибы могут излучать свет в разном цветовом диапазоне. Чаще всего встречается желтовато-зеленоватое излучение. Такие грибы растут на Ямайке, в Японии, Белизе и ряде других стран. Слабое свечение можно увидеть и в дневное время, если нет солнца. Но лучше всего сияние наблюдается в темноте. Вариации цвета могут быть самыми разными. Одни грибы привлекают нежно-голубым свечением, другие – ярко-красным. Есть много желтых и зеленых оттенков.
Почему грибы светятся?
Есть несколько мнений о том, почему гриб светится. Одни исследователи утверждают, что этот феномен возникает в момент его питания. Происходит химическая реакция, в результате которой начинается свечение. По другой версии, грибы светятся для привлечения к себе животных, которые потом разносят на своей шкуре, ногах и лапах споры грибов. Это распространенный способ размножения и некоторых растений.
Некоторые светящиеся грибы таким образом предупреждают об опасности, отпугивая желающих ими полакомиться. Но иногда это ложная защитная реакция грибов. Они вполне могут оказаться съедобными. Иногда сами грибы могут оказаться в роли хищников, подманивая к себе насекомых светом, а потом поедая их.
Существует такое понятие, как биолюминесценция – свечение живых организмов. Светящиеся грибы являются частью этого феномена. Некоторые виды светятся не только в темноте, но и днем. Наука дает разные объяснения данному явлению.
Феномен светящихся грибов
Общие сведения
Впервые светящиеся грибы были выявлены в 1840 году в Бразилии. Потом они исчезли и со временем люминесцирующие плодовые тела снова обнаружили на том же месте. Упоминания о феномене встречаются даже в работах ученого древности Аристотеля и писателя Плиния Старшего.
Среди этих видов много ядовитых организмов. Размеры шляпок грибов не превышают 3 см в диаметре. Наиболее распространен Мycena (подпитывают и разлагают органические вещества). Излучение чаще желтовато-зеленого цвета, но также бывает светло-голубой, насыщенно-красный и др. Встречаются в лесах Японии, Южной Америки, Бразилии, Белизе, Пуэрто-Рико и Ямайки, Южной Европы и др.
Причины свечения
Чаще светится плодовое тело целиком. В наших же широтах встречаются грибы, у которых светящийся мицелий. Научные исследования выявили противоречивые причины возникновения данного явления:
- Химическая реакция: в процессе задействованы пигмент люциферин и кислород. Пигмент окисляется и вызывает зеленоватое свечение.
- Среда обитания: особенности места произрастания гриба.
- Способ распространения спор: привлечение ночных животных, на шерсть которых попадают споры и разносятся таким образом по лесу.
- Способ предупреждения: свет оповещает о ядовитости плодовых тел. Но защитная реакция не всегда оправдана, потому что они могут оказаться съедобными.
Свечение большинства видов слабое, видно его лишь в темноте. Но бывают и такие грибы, которые благодаря своему мерцанию могут быть заметны на расстоянии 30 м. Они называются Poromycena manipularis.
Плодовое тело обычно светится целиком
Сила излучения разных видов зависит от таких факторов:
- длительность жизненного цикла;
- возраст плодового тела: старые грибы уже не светятся, в отличие от молодых;
- температура окружающей среды: наиболее интенсивная биолюминесценция этих грибов отмечается при показателях +21˚С;
- количество кислорода в воздухе: чем его меньше, тем слабее свечение.
Наиболее распространенные виды
Светящиеся грибы совсем недавно были представлены 68 видами. Но с каждым годом численность обнаруженных видов с таким свойством увеличивается. К самым известным относят такие:
- Mycena luxaeterna: встречаются у побережья Атлантического океана. Растут на сучках деревьев. В диаметре шляпка составляет 0,8 см. Ножка желеобразная. Название переводится как «вечный свет».
- Mycena silvaelucens: вид обнаружен на острове Борнео (Малайзия). Размеры шляпки – 18 мм.
- Mycena luxarboricola, или «свет на дереве»: вид светящихся грибов, первые экземпляры которого нашли в Бразилии. Наиболее распространен на реке Парана. Диаметр шляпки – 0,5 см.
- Poromycena manipularis: небольших размеров грибы были найдены в Австралии, Малайзии и на островах Тихого океана. Мицелий и плодовые тела данного вида являются биолюминесцентными. Желто-зеленое, издаваемый ими свечение, можно увидеть на расстоянии до 30 м.
- Pleurotus (Agaricus) olearius DC: произрастают в Южной Европе. Предпочитают места под старыми деревьями. Плодовые тела большие, ножка толстая, шляпка желто-золотистая. Светятся плодовые тела целиком.
- Xylaria Hypoxylon L: растут на буковых пнях. Свечение дает мицелий. Плодовые тела обычно разветвленные.
- Armillaria mellea Vahl: мицелий этого вида разрушает древесину. Светлые и темные нити мицелия пронизывают весь ствол. Из-за свечения в темноте кажется, будто излучение исходит от дерева.
- Neonothopanus gardneri, или «пальмовый цвет»: грибы встречаются в Бразилии. Растут у основания пальм. До 2009 г вид назывался Agaricus gardneri.
Светящиеся грибы имеют множество сортов
Применение
Светящиеся грибы иногда используют в медицине.
Лечебными свойствами обладает диктиофора светящаяся – редкий вид, произрастающий в джунглях. По рецепту графа Алессандро Калиостро из нее готовят эликсир, для которого необходимы следующие ингридиенты:
- 4 г сухой порезанной диктиофоры;
- 200 г водки или коньяка;
Лекарство настаивают 2 недели. Принимают внутрь по 1 ч. или 1 ст. л. 3 раза в день за 15 минут до еды. Оно способно помочь при лечении самых разных заболеваний и способно:
- бороться с раковыми клетками;
- давать эффект омоложения;
- помогать в лечении сердечно-сосудистых заболеваний;
- усиливать потенцию.
На сегодняшний день ученые из России совместно с бразильскими и японскими коллегами создали грибы, которые светятся почти всеми цветами радуги. Декоративные фонарики из таких грибов, свисающих со стволов деревьев или размещенных на земле, способны украсить сады.
Ирина Селютина (Биолог):
Свечение грибов заметно только в темное время суток, оно может быть как сильным, так и очень слабым (заметить его можно только при проведении специального фотографирования). Биолюминисценцией назвали способность живых организмов (неважно каких) светиться самостоятельно или с помощью симбионтов. Основывается этот процесс на химических реакциях, при которых энергия освобождается, но не в виде тепла, а в форме света.
Доктору химических наук, Ямпольскому Илье Викторовичу и его команде специалистов московского Института биоорганической химии РАН, удалось выяснить, что в светящихся грибах присутствует особый – девятый тип люциферина, резко отличающегося от уже описанных специалистами и являющегося первым для царства Грибы. Ямпольский считает, что этот тип люциферина, совместим с веществами, которые используются в биохимии растений, что позволит в результате создать автономные светящиеся растения, способные стать альтернативным ночным освещением. Это произойдет за счет того, что такие растения будут самостоятельно синтезировать люциферин.
Стоит попробовать вырастить светящийся гриб своими руками. Чтобы получить качественный урожай, нужна хорошая рассада. Люминесцентные плодовые тела – это редкость, поэтому палочки с мицелием покупают на специальных предприятиях или в магазинах. Надо помнить, что в природе такие виды произрастают чаще во влажных тропиках. Грибница начнет плодоносить, если создать соответствующий природному микроклимат в помещении, предназначенном для выращивания таких удивительных грибов.
Российские биологи идентифицировали все гены, ответственные за биолюминесценцию светящегося гриба. Воссоздание путей синтеза необходимых для этого компонентов — люциферазы и люциферина — в дрожжевых клетках заставило их излучать свет, видимый невооруженным глазом. Кроме того, авторы статьи в Proceedings of the National Academy of Sciences показали, что новая люцифераза из гриба отлично работает в качестве репортерного белка в бактериях, эмбрионах лягушки и опухолевых клетках при добавлении субстрата в среду.
Множество видов живых организмов способны испускать видимый свет за счет биолюминесценции. Светиться им позволяет фермент люцифераза, которая окисляет субстрат люциферин. Эти основные компоненты могут быть разными по структуре — так, всего известно около 40 биолюминесцентных систем, включающих семь различных семейств люцифераз. Тем не менее, полное описание системы свечения, то есть идентификация генов, кодирующих люциферазу и пути синтеза люциферинов, определение структуры этих компонентов, было сделано только для бактерий.
Люцифераза активно используется в биотехнологии в качестве репортерного белка, так как его свечение удобно детектировать. Чаще всего для этого используется люцифераза светлячка (например, мы рассказывали, как японские нейробиологи использовали модифицированную люциферазу для наблюдения за активностью нейронов в мозге животных). Однако в этих случаях субстрат, то есть люциферин, каждый раз нужно добавлять извне.
Ученые из Института биоорганической химии РАН под руководством Ильи Ямпольского изучают системы биолюминесценции, которые можно было бы воссоздавать в модельных организмах и заставлять их светиться самостоятельно без добавления субстрата (так, среди авторов статьи учредители компании Planta, которая занимается выращиванием генно-инженерных светящихся растений). Бактериальные системы для этого не подходят.
«Бактерии — прокариоты, а не эукариоты, поэтому попытки „запихать“ систему прокариот целиком в систему эукариот не сработали. Чтобы бактериальную систему вшить в эукариотическое существо, растение, нужно очень много всего менять, чтобы они научились синтезировать нужные ферменты и белки. В экспериментах впрыскивают уже готовую метку, и она, когда нужно, засветилась», — объясняет N+1 Егор Задереев, чьи коллеги из Института биофизики Красноярского научного центра СО РАН участвовали в исследовании.
Hans E. Waldenmaier & Cassius V. Stevani
Для решения последней задачи библиотеку всех генов Neonotopanus nambi экспрессировали в дрожжах, а на выросшие колонии брызгали люциферином. Из светящихся колоний выделяли ДНК и определяли последовательность грибного гена, ответственного за свечение. Оказалось, что грибная люцифераза кодируется геном nnLuz и не похожа на другие люциферазы, то есть представляет новое семейство.
Исследователи также полностью отсеквенировали геном Neonotopanus nambi и посмотрели, какие гены расположены по соседству с nnLuz. Среди соседей люциферазы они обнаружили два гена, предположительно кодирующих ферменты биосинтеза 3-гидроксигиспидина из кофейной кислоты. Когда эти гены вместе с геном люциферазы и геном еще одного, уже известного фермента, экспрессировали в дрожжах, такие дрожжи оказались способны светиться в темноте (при условии, что в среду добавляли кофейную кислоту, так как сами дрожжи ее не синтезируют). На следующем этапе в полученные модифицированные дрожжи дополнительно встроили три гена синтеза кофейной кислоты из тирозина, в результате чего они уже смогли светиться самостоятельно, без добавления субстратов.
«Кофейная кислота есть у всех растений, это один из промежуточных продуктов биосинтеза древесины. Теперь для получения светящихся растений требуется только один шаг — нужно кофейную кислоту „ответвлять“ на гиспидин, а его — на люциферин, еще сделать систему с люциферазой, чтобы люциферин с люциферазой встретились и растение засветилось. Это гораздо близкая и понятная переделка, не весь метаболизм нужно менять у растения, не нужно растение превращать в бактерию», — говорит Задереев.
Свечение грибной люциферазы в дрожжах (А), в клетках человека (B), в опухоли мыши (C), в эмбрионе лягушки (D)