В вендский (или эдиакарский) период развития Земли (он
длился примерно с 635 по 541 млн лет назад) нельзя было пойти с
корзинкой на природу и набрать грибов — однако это не значит, что таких
организмов не было. В Институте геологии алмаза и благородных металлов
СО РАН (Якутск) исследуются одни из древнейших грибов, найденные в
осадочных породах на территории современной Якутии.
«К девонскому периоду (он начался примерно 416 млн лет назад) на нашей
планете сложилось морфологическое разнообразие грибов и грибоподобных
организмов, которые по-разному сосуществовали с растениями или животными
тех времен, — отмечает главный научный сотрудник ИГАБМ СО РАН доктор
геолого-минералогических наук Пётр Николаевич Колосов. — Однако встает
вопрос: когда же грибы появились на Земле?».
В докембрийских — ранее 541 млн лет назад — отложениях палеонтологи
ведут поиск микрофоссилий, то есть микроскопических окаменевших
органических остатков, среди которых, вероятно, есть и грибы. Однако
единичные находки, относящиеся к более древним временам, могут быть
интерпретированы неоднозначно. Пётр Колосов цитирует высказывание
известного исследователя докембрийских микроорганизмов профессора
Калифорнийского университета США Дж. У. Шопфа: «Существует очень мало
достоверных сообщений о докембрийских грибах».
Тем не менее за последние годы Пётр Николаевич сделал целую серию
находок замечательно сохранившихся микроскопических водных грибов в
столбчатых строматолитах на территории Якутии. Эти карбонатные
постройки, сформированные по типу коралловых, образовались в вендский
период — по сути, это окаменевшие цианобактериально-водорослевые маты.
«Весьма древние грибы в такой сохранности ранее в мире не находили», —
подчеркивает палеонтолог.
Ученый так описывает один из видов обнаруженных микроорганизмов:
мицелии (то есть вегетативные тела) нитевидные состоят из густо
переплетающихся друг с другом трубчатых гиф — нитевидных образований,
предназначенных для поглощения воды и питательных веществ. «На
поверхности гиф располагаются весьма мелкие тельца, похожие на органы
размножения. Нижний конец мицелия по-разному разветвленный, широкий, а
верхний — узкий, оканчивающийся волосками: единичными гифами, —
рассказывает Пётр Колосов. — Базальная (лежащая у основания) часть
организма выглядит как клубок плотно расположенных тончайших гиф.
Некоторые ветви нижнего конца мицелия имеют расширенные окончания (места
размножения), в которых также сконцентрированы тончайшие гифы. На
протяжении нитевидных мицелий имеются расширенные участки — места
вегетативного размножения, где одни гифы закручены, другие — отходят в
разные стороны от мицелия. Мицелии покрыты прозрачной слизистой (при
жизни организма) пленкой».
Расширенный участок мицелия — место вегетативного размножения, видны гифы
Как видно из описания, нитевидные структуры этих микрофоссилий сильно
разветвлены — и это говорит о том, что такие существа были сапрофитами,
то есть питались отмершей органикой. «Собственно, эти нити и вели поиск и
добывали пищу — органические вещества, производимые водорослями, —
комментирует Пётр Колосов. — Как известно, подобным способом среди
эукариот питаются грибы, поэтому хорошо сохранившиеся несептированные
(не разделенные перегородками на клетки) нитевидные микрофоссилии путем
сравнительно-морфологического анализа удается определить как водные
низшие грибы — с учетом их обитания в водорослевой среде».
Ученый обнаружил и микроорганизмы того же возраста, но другой формы: в
виде одиночных клеток, которые размножаются почкованием и делением, что
характерно для современных дрожжей. У этих палеодрожжей имелись
характерные корневидные выросты, очень похожие на ризоиды — органы,
служащие для прикрепления к субстрату. «У упомянутых ископаемых клеток
выросты состоят из весьма тонких гиф, хорошо видимых в виде нитей, а это
уже доказательство того, что такие выросты представляют собой
мицелиальный элемент морфологии тела, — отмечает Пётр Колосов. — Такая
находка редкой сохранности была отнесена к отделу Ascomyсota
(аскомицеты), подотделу Saccharomycotina (сахаромицеты). Удалось
установить, что на юго-востоке Сибирской платформы около 550—600 млн лет
назад в водной среде существовали паразитирующие на водорослях
дрожжевые грибы, имеющие мицелиально-дрожжевую форму. Возможно, они были
одними из самых ранних водных грибов, готовящихся к выходу на сушу».
Дрожжевой гриб с мицелиальными элементами морфологии, состоящими из нитевидных гиф
Здесь нужно пояснить: в геноме современных грибов имеются две программы
развития: дрожжевая и мицелиальная, возникшие, предположительно, в
период силура (443—416 млн лет назад), когда эти организмы стали
развиваться на суше. Второй вариант необходим «сухопутным» грибам, чтобы
разветвленный мицелий (иными словами — грибница) мог широко
распространяться в поисках питательных веществ. В водной среде
необходимости в мицелии нет. «Тем не менее, по-видимому, найденные нами
грибы, обитая в дрожжевой форме, эволюционировали в направлении перехода
на мицелиальную в случаях, когда условия обитания становились
неблагоприятными для развития в прежнем виде», — комментирует Пётр
Колосов.
Споры (диаметром 0,3—1,2 микрон) дрожжевых грибов
«Удалось обнаружить также споры дрожжей, а еще — грибы, гифы которых
местами являются ищущими и проникают в клетки водорослей, как у
современных лишайников, — добавляет ученый. — При этом пластинчатая
форма тела зеленых водорослей сохраняется. То есть по отношению к
хозяину грибы (паразиты) выступали мягко, сохраняя клетки и образуя
парасимбиоз, — не вредящие друг другу взаимоотношения. В дальнейшем это
привело к мутуалистическому (взаимовыгодному) симбиозу, формированию
морфологически дифференцированных структур лишайников».
Гифы грибов (паразитов) пронизывают тело водоросли, высасывают органические вещества для пропитания
Отметим, что в те далекие времена современная Сибирь находилась у
палеоэкватора. Практически вся (за некоторыми исключениями) территория
Сибирской платформы в вендский период была занята мелководным, хорошо
прогреваемым морем. Это были практически идеальные условия для развития
цианобактерий и водорослей, которые, собственно, и процветали повсюду.
Как и у современных, в их клеточных покровах высоко содержание
полисахаридов (крахмал, сахароза и т. д.), также у ряда зеленых
водорослей среди внеклеточных продуктов обнаружены яблочная, щавелевая,
молочная, муравьиная, уксусная, глицериновая, лимонная и другие кислоты.
«Питающиеся готовыми органическими веществами грибы потому и
развивались в морских бассейнах на территории современной Сибири», —
говорит Пётр Колосов. Кстати, при непосредственном участии палеогрибов
вендского периода осаждался карбонат кальция — добавим сюда взнос
зеленых водорослей и цианобактерий и получим формирование столбчатой
формы строматолитов.
«В докембрийских периодах находятся корни фанерозойской (то есть после
541 млн лет) и современной жизни, а также начало развития доисторических
и современных экосистем, — говорит ученый. — Поэтому обнаружение в
осадочных толщах докембрия хорошо сохранившихся микрофоссилий и
установление их систематического положения (в основном — бактерии,
цианобактерии, водоросли, грибы) можно считать несомненным научным
достижением в познании ранних этапов эволюции жизни».
В докембрийских — ранее 541 млн лет назад — отложениях палеонтологи
ведут поиск микрофоссилий, то есть микроскопических окаменевших
органических остатков, среди которых, вероятно, есть и грибы. Однако
единичные находки, относящиеся к более древним временам, могут быть
интерпретированы неоднозначно. Пётр Колосов цитирует высказывание
известного исследователя докембрийских микроорганизмов профессора
Калифорнийского университета США Дж. У. Шопфа: «Существует очень мало
достоверных сообщений о докембрийских грибах».
Тем не менее за последние годы Пётр Николаевич сделал целую серию
находок замечательно сохранившихся микроскопических водных грибов в
столбчатых строматолитах на территории Якутии. Эти карбонатные
постройки, сформированные по типу коралловых, образовались в вендский
период — по сути, это окаменевшие цианобактериально-водорослевые маты.
«Весьма древние грибы в такой сохранности ранее в мире не находили», —
подчеркивает палеонтолог.
Ученый так описывает один из видов обнаруженных микроорганизмов:
мицелии (то есть вегетативные тела) нитевидные состоят из густо
переплетающихся друг с другом трубчатых гиф — нитевидных образований,
предназначенных для поглощения воды и питательных веществ. «На
поверхности гиф располагаются весьма мелкие тельца, похожие на органы
размножения. Нижний конец мицелия по-разному разветвленный, широкий, а
верхний — узкий, оканчивающийся волосками: единичными гифами, —
рассказывает Пётр Колосов. — Базальная (лежащая у основания) часть
организма выглядит как клубок плотно расположенных тончайших гиф.
Некоторые ветви нижнего конца мицелия имеют расширенные окончания (места
размножения), в которых также сконцентрированы тончайшие гифы. На
протяжении нитевидных мицелий имеются расширенные участки — места
вегетативного размножения, где одни гифы закручены, другие — отходят в
разные стороны от мицелия. Мицелии покрыты прозрачной слизистой (при
жизни организма) пленкой».
Расширенный участок мицелия — место вегетативного размножения, видны гифы
Как видно из описания, нитевидные структуры этих микрофоссилий сильно
разветвлены — и это говорит о том, что такие существа были сапрофитами,
то есть питались отмершей органикой. «Собственно, эти нити и вели поиск и
добывали пищу — органические вещества, производимые водорослями, —
комментирует Пётр Колосов. — Как известно, подобным способом среди
эукариот питаются грибы, поэтому хорошо сохранившиеся несептированные
(не разделенные перегородками на клетки) нитевидные микрофоссилии путем
сравнительно-морфологического анализа удается определить как водные
низшие грибы — с учетом их обитания в водорослевой среде».
Ученый обнаружил и микроорганизмы того же возраста, но другой формы: в
виде одиночных клеток, которые размножаются почкованием и делением, что
характерно для современных дрожжей. У этих палеодрожжей имелись
характерные корневидные выросты, очень похожие на ризоиды — органы,
служащие для прикрепления к субстрату. «У упомянутых ископаемых клеток
выросты состоят из весьма тонких гиф, хорошо видимых в виде нитей, а это
уже доказательство того, что такие выросты представляют собой
мицелиальный элемент морфологии тела, — отмечает Пётр Колосов. — Такая
находка редкой сохранности была отнесена к отделу Ascomyсota
(аскомицеты), подотделу Saccharomycotina (сахаромицеты). Удалось
установить, что на юго-востоке Сибирской платформы около 550—600 млн лет
назад в водной среде существовали паразитирующие на водорослях
дрожжевые грибы, имеющие мицелиально-дрожжевую форму. Возможно, они были
одними из самых ранних водных грибов, готовящихся к выходу на сушу».
Дрожжевой гриб с мицелиальными элементами морфологии, состоящими из нитевидных гиф
Здесь нужно пояснить: в геноме современных грибов имеются две программы
развития: дрожжевая и мицелиальная, возникшие, предположительно, в
период силура (443—416 млн лет назад), когда эти организмы стали
развиваться на суше. Второй вариант необходим «сухопутным» грибам, чтобы
разветвленный мицелий (иными словами — грибница) мог широко
распространяться в поисках питательных веществ. В водной среде
необходимости в мицелии нет. «Тем не менее, по-видимому, найденные нами
грибы, обитая в дрожжевой форме, эволюционировали в направлении перехода
на мицелиальную в случаях, когда условия обитания становились
неблагоприятными для развития в прежнем виде», — комментирует Пётр
Колосов.
Споры (диаметром 0,3—1,2 микрон) дрожжевых грибов
«Удалось обнаружить также споры дрожжей, а еще — грибы, гифы которых
местами являются ищущими и проникают в клетки водорослей, как у
современных лишайников, — добавляет ученый. — При этом пластинчатая
форма тела зеленых водорослей сохраняется. То есть по отношению к
хозяину грибы (паразиты) выступали мягко, сохраняя клетки и образуя
парасимбиоз, — не вредящие друг другу взаимоотношения. В дальнейшем это
привело к мутуалистическому (взаимовыгодному) симбиозу, формированию
морфологически дифференцированных структур лишайников».
Гифы грибов (паразитов) пронизывают тело водоросли, высасывают органические вещества для пропитания
Отметим, что в те далекие времена современная Сибирь находилась у
палеоэкватора. Практически вся (за некоторыми исключениями) территория
Сибирской платформы в вендский период была занята мелководным, хорошо
прогреваемым морем. Это были практически идеальные условия для развития
цианобактерий и водорослей, которые, собственно, и процветали повсюду.
Как и у современных, в их клеточных покровах высоко содержание
полисахаридов (крахмал, сахароза и т. д.), также у ряда зеленых
водорослей среди внеклеточных продуктов обнаружены яблочная, щавелевая,
молочная, муравьиная, уксусная, глицериновая, лимонная и другие кислоты.
«Питающиеся готовыми органическими веществами грибы потому и
развивались в морских бассейнах на территории современной Сибири», —
говорит Пётр Колосов. Кстати, при непосредственном участии палеогрибов
вендского периода осаждался карбонат кальция — добавим сюда взнос
зеленых водорослей и цианобактерий и получим формирование столбчатой
формы строматолитов.
«В докембрийских периодах находятся корни фанерозойской (то есть после
541 млн лет) и современной жизни, а также начало развития доисторических
и современных экосистем, — говорит ученый. — Поэтому обнаружение в
осадочных толщах докембрия хорошо сохранившихся микрофоссилий и
установление их систематического положения (в основном — бактерии,
цианобактерии, водоросли, грибы) можно считать несомненным научным
достижением в познании ранних этапов эволюции жизни».
Екатерина Пустолякова