Grzyby: pomocnicy i mordercy po niezwykłej ewolucji

Bez grzybów nasz świat wyglądałby zupełnie inaczej. Przede wszystkim nie byłoby w nim lasów w obecnym kształcie, ponieważ największe znane rośliny, które nie korzystają z symbiozy z grzybami mykoryzowymi, to krzewy niewiele wyższe od człowieka. Wybierając się jesienią na grzybobranie, warto pamiętać, że to, co zbieramy jako grzyby, np. borowiki i kurki, to owocniki – grzybowe odpowiedniki owoców. Tymczasem cały organizm grzyba rośnie pod ziemią, gdzie może osiągać kolosalne rozmiary. Największy znany nauce organizm, będący genetycznie jednym osobnikiem, to właśnie grzyb – opieńka z lasów Oregonu. Naukowcy udowodnili, że zajmuje 9 km², czyli tyle, ile 420 boisk piłkarskich, a jego masa to ponad 600 t, czyli tyle, ile waży 200 słoni.

Królestwo grzybów od początku sprawiało wiele problemów badaczom i naukowcom. W pierwszej systematyce organizmów żywych stworzonej przez Linneusza grzyby zostały sklasyfikowane jako rośliny bezkwiatowe. Ale od 1969 r. stanowią odrębne królestwo i dziś wiemy, że są bliżej spokrewnione ze zwierzętami niż z roślinami. Niektóre grzyby, np. znany ze sklepowych półek boczniak, potrafią aktywnie polować na nicienie. Boczniak owija nicienie strzępkami grzybni, a następnie je zabija i konsumuje. W podobny sposób działa opieńka w stosunku do drzew – najpierw znajduje osłabione drzewo, na którym pasożytuje, a gdy drzewo umrze, dosłownie je zjada.

Grzyby należą także do najstarszych organizmów lądowych. Kopalne gatunki z grupy Prototaxites występowały na Ziemi 400 mln lat temu, gdy zaczęły pojawiać się pierwsze wodno-lądowe płazy oraz naczyniowe rośliny lądowe. Prototaxites dorastały do 10 m wysokości, czyli przewyższały domy jednorodzinne, i osiągały mniej więcej metr szerokości, czyli tyle, co mniej więcej 100-letni dąb. Wymarły jednak wraz z pojawieniem się drzew. Prototaxites należały do Ascomycota, starszej ewolucyjnie grupy grzybów, w której znajdują się m.in. smardze i trufle, a także drożdże i pleśnie. Charakterystyczną cechą workowców jest brak kapeluszowych owocników, które pojawiły się dopiero w gromadzie Basidiomycota (podstawczaki, tu m.in. borowiki, pieczarki, gołąbki i kurki). Badacze nie mają pewności, jak dokładnie wyglądały Prototaxites, ale prawdopodobnie przypominały grzyby z rodzaju próchnilec. Tak więc las złożony z olbrzymich grzybów podobnych do zasłonaków czy muchomorów pozostaje w świecie fantazji m.in. dlatego, że kapeluszowe owocniki pojawiły się wraz z rozwojem roślin drzewiastych, czyli w czasie, kiedy Prototaxites wymierały, wypierane przez pierwsze drzewa.

Dziś owocniki Ascomycota, choć obecne w lasach, są zdecydowanie mniej zauważalne i mniej liczne niż Basidiomycota. Większość grzybów, które widzimy, począwszy od kurek, gołąbków i rydzów poprzez podgrzybki i borowiki, a na pieczarkach, zielonkach czy muchomorach skończywszy, to Basidiomycota. Kolejność tu jest nieprzypadkowa. Pieprzniki, potocznie nazywane kurkami, zaliczamy do rzędu Cantharellales i obok galaretowatych uszaków i trzęsaków należą one do najstarszych ewolucyjnie rzędów Basidiomycota. Kurki nie mają typowych blaszek, obecnych u gołąbków, pieczarek i muchomorów, ale przypominające je zgrubienia, tzw. listewki. Dzieje się tak, ponieważ blaszki pojawiły się po raz pierwszy u młodszych ewolucyjnie grzybów z rzędu Russulales: gołąbków i mleczajów. Blaszki występują również w rzędzie Boletales. Choć większość Boletales – tak jak podgrzybki czy borowiki – ma charakterystyczny gąbczasty spód kapelusza, to niektóre – np. krowiaki, spokrewnione z maślakami klejówki czy blisko spokrewniony z podgrzybkiem i łudząco do niego podobny poroblaszek – wytwarzają blaszki. Boletales mogą tworzyć także zamknięte, podobne do trufli owocniki, jakie obserwujemy np. u tęgoskóra, czarnobrzuszka czy piestrówki.

Do najmłodszej ewolucyjnie, a zarazem bardzo zróżnicowanej grupy grzybów zaliczamy rząd Agaricales. Większość tych gatunków przyjmuje charakterystyczną kapeluszową formę owocników z blaszkami, typową dla muchomorów i pieczarek. Wśród tego rzędu obecne są również starsze ewolucyjnie formy owocników, w tym zamknięte owocniki przypominające trufle, które tworzy m.in. podziemniczek, czy gatunki o pokroju koralowym, np. piórniczka. Pokrój koralowy pojawił się już w rzędzie Cantharellales w rodzaju goździeńczyk, podobnie jak hymenofor występujący u kolczaków. Takie nietypowe owocniki są postrzegane jako pewnego rodzaju relikt ewolucyjny i rzadko się je spotyka. W tym miejscu warto wspomnieć o rzędzie Thelephorales, który w zasadzie nie zawiera jadalnych gatunków grzybów (z wyjątkiem rzadko zbieranego sarniaka), jest starszy niż Agaricales i Boletales i tworzy różne nietypowe bezblaszkowe owocniki. Krzaczasty lub wachlarzowy hymenofor wytwarza chropiatka, z kolei kutnerka – niepozorne rozpostarte owocniki, a sarniak i kolczakówka – kolczasty hymenofor, czyli spód kapelusza. Kolczakówka, bardzo charakterystyczny grzyb, produkuje jaskrawoczerwone krople płynu na powierzchni kapelusza, przypominające niektórym osobom krew, a innym ciasto owocowe. Rozpostarte owocniki mają też grzyby z rzędu Atheliales, np. intensywnie żółta włososkórka, niebieskie Byssocorticium czy łojek z rzędu Sebacinales, który jest starszy ewolucyjnie niż Cantharellales i tworzy specyficzne galaretowate rozpostarte owocniki.

Z wyjątkiem saprotroficznego boczniaka, opieńki, trzęsaka i uszaka, pieczarek oraz próchnilców i piórniczek wspomniane wcześniej rodzaje grzybów żyją w symbiozie z korzeniami drzew. Ektomykoryza, od greckich słów εκτός („poza, na zewnątrz”) oraz μύκης („grzyb”), to ścisła symbioza stanowiąca podstawę funkcjonowania ekosystemu leśnego. Zdecydowana większość rosnących w nim drzew, w tym dęby, buki, graby, lipy i brzozy, a także iglaste sosny, świerki i jodły, nawiązuje ektomykoryzę, która jest im niezbędna do życia. Grzyby ektomykoryzowe zapewniają roślinom wodę, sole mineralne, ochronę przed patogenami oraz niekorzystnymi warunkami środowiska, a drzewa dają grzybom substancje odżywcze.

Jedynie nieliczne drzewa, jak klony, jesiony, wiązy, cisy czy drzewa owocowe, nie nawiązują ektomykoryzy. Te rodzaje pozostają w symbiozie z grzybami arbuskularnymi z gromady Glomeromycota. Grzyby arbuskularne, mikroskopijne organizmy żyjące w korzeniach roślin, wchodzą w symbiozę z 80% gatunków roślin na Ziemi, w większości zielnych. Mykoryza arbuskularna, najstarszy typ symbiozy mykoryzowej, umożliwiła roślinom kolonizację lądu, na co wskazują skamieniałości arbuskularnych struktur, które znaleziono w korzeniach najstarszych znanych roślin lądowych. Koewolucja roślin oraz grzybów z gromady Glomeromycota trwa od ok. 450 mln lat, a więc te niepozorne mikroskopijne grzyby są jakieś 50 mln lat starsze od gigantycznych wymarłych Prototaxites. To pokazuje, że ewolucja nie dąży, jak dawniej uważano, do jak najbardziej złożonych form. Wręcz przeciwnie – to najlepiej przystosowane do zmieniających się warunków środowiskowych formy mają największą szansę odnieść ewolucyjny sukces.

Niewidoczne gołym okiem grzyby pełnią równie ważne funkcje w ekosystemie i gospodarce człowieka jak gatunki o dużych, widocznych owocnikach. Drożdże wspierają nas w produkcji pieczywa, fermentacji alkoholowej, a w formie ekstraktu służą jako wzmacniacz smaku, zdrowszy i bezpieczniejszy od glutaminianu sodu. Równocześnie używamy szeregu związków chemicznych i procesów technologicznych, by uchronić żywność, rośliny, a nawet nasze organizmy przed rozwojem grzybów pleśniowych i patogennych. Wyjątek stanowią sery czy wędliny dojrzewające, produkowane z pomocą określonych, bezpiecznych dla człowieka szczepów grzybów pleśniowych. Grzyby wykorzystywane są również jako środek przeciwko niektórym owadom będącym patogenami roślin uprawnych, ale także przeciwko innym grzybom patogenicznym, np. zielona Trichoderma, atakująca inne grzyby, w tym patogeny roślin.

Życie ewoluowało przez miliony lat w formę niezwykle złożonego i bogatego układu. Wciąż dokonujemy zaskakujących odkryć. Na przykład nie tak dawno ustalono, że drzewa za pośrednictwem grzybni mogą przekazać impulsy elektryczne do innego osobnika. Akacja, gdy jej liście są obgryzane przez żyrafy, wysyła impuls do innych akacji wokół, które w odpowiedzi przesyłają gorzkie związki do swoich liści. Ustalono to w zaskakujący sposób. Badacze zauważyli, że żyrafa konsumuje liście z jednej akacji tylko przez pewien czas, a następnie wędruje do oddalonych drzew, choć bliżej znajdują się inne. Niesamowity świat grzybów z pewnością jeszcze nieraz nas zaskoczy, zwłaszcza że znamy jedynie ok. 150 tys. gatunków z szacowanej puli 5 mln gatunków grzybów na świecie.