Scinexx a tudásmagazin
A gomba mindenütt megtalálható, és szinte bármit túl tud élni. Akár rostos penészként, apró spóraként vagy "klasszikus" kalapgombaként - alig van olyan hely, ahol ne létezne. De miért? Mi a túlélés és széleskörű elterjedés művészetének titka?
Néhány gomba elviseli a halálos sugárzást, és még hasznot is hoz belőlük. Mások különösen jól járnak a bozóttüzek után. Megint mások 1500 éves korukig élnek, és több mint másfél ezer futballpálya méretűek. De ezek mind csak apró részei a gomba csodálatos világának. Néhányukkal a kutatók most felfedezték, mi rejlik lenyűgöző képességeik mögött, míg mások még mindig rejtélyt jelentenek a tudomány előtt ...
Nadja Podbregar
Státusz: 2007. október 19
A táplálkozásban a sokszínűség a kulcs
A gombák döntő előnnyel rendelkeznek a növényekkel szemben: nincs szükségük fényre. Ehelyett energiájukat és tápanyagukat szerves anyagból nyerik. Táplálkoznak azzal, amit más élőlények - legyenek növények vagy állatok - már készítettek. És nem csak, hogy ők is "mindenevők".
Minden, a lényeg organikus
Alig van olyan étrend, amelyet a gombák nem alkalmaznak: gyarmatosítják a növények élő és elhalt részeit, zuzmóként élnek az algákkal szoros kapcsolatban vagy élősködőként használják a különféle állatok anyagcseretermékeit. Az embereknél sem állnak meg, amint azt a bosszantó lábgomba vagy a gombák által okozott tüdőgyulladás veszélyes formái mutatják.
Az ausztráliai Canberrában található botanikus múzeumban a gombák még egy fagyott, antarktiszi szubkontinentális növény bemutatótermében is kihajtottak, amely nemcsak nagyon hideg volt, de sok tápláló étellel sem rendelkezett. De a gombák mégis megtalálták, amit kerestek, mert bárhol, bárhol, hogyan és milyen formában lebomlanak, ott nőnek. A fürdőszoba falán vagy a kenyérszeleten túl gyakran előforduló penész óriási alkalmazkodóképességükről és a túlélés művészetéről tanúskodik.
Ősi katasztrófa, gombagazdag utóhatásokkal
A tudósok úgy vélik, hogy a gomba a dinoszauruszokat kihalást okozó őskori katasztrófa után is rövid ideig uralhatta a földet. A kréta korszak végén, 65 millió évvel ezelőtti hatalmas meteorit-ütközés miatt a tájak világszerte égtek és pusztultak el, és az összes szárazföldi növény- és állatfaj jelentős részét elpusztították. A becsapódásból származó por és gázok több hónapig sötétségbe burkolták az egész földet.
De ez egyáltalán nem zavarta organizmusok egy csoportját, éppen ellenkezőleg. Mivel a gombák számára az elhullott fákból származó fadarabok, az elhullott állatok teteme és az elhalt növények hervadt ereklyéi szinte a tej és a méz földjét jelentették. Ragadozóiktól és a versenytől megfosztva zavartalanul és tömegesen terjedhettek. Az akkori betétek ma is erről tanúskodnak: Vivi Vajda, az őspor és a Lund Svéd Egyetem spóráinak specialistája megvizsgálta az ilyen lerakódásokat Új-Zélandon.
Az eredmény: a meteorit becsapódását jelző nyolc centiméter a K/T határ alatt még mindig tele volt a késő kréta korszak különböző növényi emlékeivel. De aztán a vágás következett: hirtelen minden pollen eltűnt. Maradt egy négy milliméter vastag réteg, amelyben csak gombaspórák és gombafonalak törött emlékei találhatók.
"A becsapódás után egy ideig a gombák uralkodtak a földön" - fejezte be Vajdas. Ennek a szabálynak azonban nem szabad nagyon sokáig tartania: néhány hónap múlva a légkör homálya és a fény felemelkedett, és ezzel együtt a növények is visszatértek. De legalább egy dolog nagyon világosan mutatja a földtörténet ezen epizódját: a gomba igazi túlélő - még ma is.
A radioaktivitás mint energiaforrás
A belorusz csernobili reaktorban történt nukleáris baleset után a tudósok robotot küldtek a megsemmisült reaktortömb erősen szennyezett romjaiba. Anyagmintákat kell gyűjtenie későbbi elemzés céljából. De amit magával hozott, az csak halott volt, legalábbis részenként: A fekete, melanintartalmú gomba ott nőtt és virágzott, látszólag, a halálos sugárzások ellenére.
Állóképességi teszt a sugárzási laboratóriumban
Kíváncsi, Arturo Casadevall, a New York-i Albert Einstein Orvostudományi Főiskola mikrobiológiai és immunológiai professzora vállalta ezeket a különös túlélőket. "Nagyon érdekesnek találtam, és megbeszéltem a kollégákkal, hogy ezek a gombák maguk is felhasználhatják-e a sugárzást energiaforrásként" - magyarázza Casadevall.
Ennek a hipotézisnek a tesztelésére kollégáival három genetikailag különböző élesztőszerű gomba sorozatát végezték el. Mindegyik tartalmazta a sötét pigment melanint. Többek között olyan sugárzásnak tették ki a gombákat, amely a természetes háttérsugárzás 500-szorosa. A fajok közül kettő, a Wangiella dermatitidis és a Cryptococcus neoformans nemcsak túlélte a halálos sugárzást, sőt jelentősen gyorsabban növekedett, mint radioaktivitás nélkül. De hogyan?
A melanin mint kulcsfontosságú tényező
A kutatók pontosan ezt akarták megtudni egy fizikai-kémiai elemzés sorozatában, és valóban megtalálták azt, amit kerestek. Megállapították, hogy a sötét melanin festék elnyeli a halálos sugárzást. Ennek során a pigment megváltoztatja elektronikus szerkezetét - és ezáltal esetlegesen láncreakciót vált ki, amely a sugárzási energiát kémiai energiává alakítja, és így végül nagy energiájú vegyületeket hoz létre.
"Ahogy a klorofill pigment a napfényt kémiai energiává alakítja, és lehetővé teszi a növények növekedését és életét, kutatásaink szerint a melanin az elektromágneses spektrum egy másik szakaszát, az ionizáló sugárzást használja a gombák növekedésének elősegítésére" - magyarázza Jekatyerina Dadachova, nukleáris gyógyászati szakember és a tanulmány munkatársa. Ez a megállapítás azért is izgalmas, mert a pigment sok, ha nem a legtöbb gombafajban megtalálható. A festék biológiai szerepe azonban mindig rejtély volt - mindeddig.
A gomba növekedésének titka
Élelmezési stratégiáik sokfélesége mellett mindenekelőtt a szétterítés rendkívül széleskörű lehetőségei teszik a gombát ilyen sikeresé. Mivel nem elégednek meg a szaporodás egy típusával, de szükség szerint válthatnak a szexuális és nem nemi szaporodás különböző formái között.
Amikor a szálak körökben nőnek
Az ivartalan szaporodás egyik típusa egyszerűen növekszik a sejtosztódás révén. Szinte az összes gomba számunkra láthatatlan, el van rejtve a felszín alatt, folyamatosan új gombasejteket és szálakat képezve. Mivel azt gondoljuk, hogy a gomba esetében közös, a vargánya, a légyölő galóca vagy a gomba barna vagy színes kalapja csak a jéghegy csúcsa. Ők csak a tényleges, sokkal nagyobb gombák termőtestei, amelyek a felszín alatt vannak elrejtve.
Ez pedig egy kör alakú, kifelé szaporodó, rendkívül finom, millió milliméter vastag, elágazó szálak töredékeiből álló hálózatból áll, a gomba hifákból. A penész esetében, például egy kenyérszeleten, ez a kör alakú kenhetőség különösen jól látható. De láthatóvá válhat az erdőben vagy a réteken is: amikor egy gomba „tündérgyűrűket” vagy „boszorkánygyűrűket” képez.
Ahol a tündérek táncolnak
Korábban ezeket a kalapgombakarikákat tündérek vagy boszorkányok körében táncoló nyomainak gondolták. Mivel nem volt utalás arra, hogy ezeknek a gombáknak hol kellene még megszerezniük a különleges geometriai elrendezést. A valóságban azonban nincs szükség semmilyen mágikus hatásra: mert a tündérgyűrűk egyszerűen a felszín alatti gombahifák jellegzetes kör alakú növekedési formájának eredményei. Ez a földalatti tevékenység gyakran a felszínen is észrevehető. Ekkor a növekvő gombaszálak annyi tápanyagot emésztenek fel a talajból, hogy a fű és más növények számára nem marad elég - megsárgul és elpusztul.
Autópálya a baktériumok számára
De a gombahálózat nemcsak pusztító, éppen ellenkezőleg: Egyes talajbaktériumok esetében még egyfajta autópályát is alkot, amely örvendetes eszköz az akadályok leküzdésére, mint például a levegő vagy az elégtelen nedvesség a talajban. Lukas Y. Wick, a lipcsei egyetem mikrobiológusa laboratóriumi vizsgálatokat végzett a baktériumok gyakorlatias elkapására az autópálya használata közben.
A kísérlet összetevői: a Pseudomonas putida nevű baktérium, üveggömbökből álló mesterséges akadály, szennyezett talaj gombahálózattal és anélkül, valamint a baktérium kedvenc tápláléka, a fenantrén kémiai anyag. "Szándékosan hagytuk, hogy a baktériumok a gravitációs erő ellen lépjenek fel, hogy ne mondhassák: Lehet, hogy egy kis víz lefolyik és magával rántja a baktériumokat" - magyarázza Wick. Valójában a baktériumok csak a csúcsra jutottak, ahol egy gombahálózat futott keresztül a földön. A gombák nélküli kontroll kísérletekben azonban a baktériumok elakadtak.
A Crystal Falls óriási gomba
Az amerikai Crystal Falls amerikai város közelében található híres óriásgomba példája megmutatja, mennyire sikeres lehet a gomba nem ivaros terjesztési stratégiája. Itt, Michigan és Wisconsin államok határán, a biológusok véletlenül véletlenül rábukkantak egy eredetileg mindennap megjelenő fagombára. Armillaria bulbosa, ennek a Hallimasch fajnak a technikai neve.
Rendszerint szerves anyagokkal táplálkozik, „kedvenc étele” a fa gyökerei, a tuskói és az elhalt fa. Míg az egészséges, megterhelés nélküli fák általában képesek megbirkózni a gyökereik gombás támadásával, a gyenge vagy nagyon fiatal fák számára végzetes lehet: nem kapnak elegendő tápanyagot és elpusztulnak. A környék sok lakója számára a gomba korántsem volt szívesen látott, mert a "mézgomba" barna, lamellás termőteste ehető. Az erdőtulajdonosok azonban csak korlátozott mértékben élvezhették, mert a fiatal fenyőcsemeték többször is áldozatul estek a gomba erdőikben.
Miután a biológusok tudomást szereztek a gombáról, széles területről különféle mintákat vettek a gomba hifáiról, hogy genetikai elemzések segítségével meghatározzák, hány góc van. Ezen adatok elemzése pedig valami elképesztő dolgot mutatott: A 150 négyzetméteres területről származó összes minta egyértelműen csak egy egyedtől származott! Csak egyetlen gomba hatolt be és hifáival gyarmatosította az egész területet.
A gomba között egy metuzála
A felszín alatti gombafonalak tömege több mint száz tonnának felelt meg, és megközelítette a teljesen kifejlett kék bálna súlyát. További laboratóriumi vizsgálatok során a biológusok megvizsgálták az Armillaria növekedési sebességét, és kiszámították, hogy a Crytstal-vízesés óriásgombájának legalább 1500 évesnek kell lennie.
Azóta az óriási gombák még nagyobb képviselőit fedezték fel. Egyikük a Kék-hegységben található Oregon keleti részén, kilenc négyzetkilométeren terül el - 1665 focipálya nagyságú terület.
A devoni legnagyobb szárazföldi növény
420-350 millió évvel ezelőtt világunk egészen másképp nézett ki, mint napjainkban: Akkor, a devon idején, az első magasabb rendű növények még csak most kezdtek elterjedni a szárazföldön. „Elvileg csak szárak voltak. Nem voltak gyökereik. Nem voltak leveleik. Nekik nem volt ilyenük ”- magyarázza C. Kevin Boyce, a Chicagói Egyetem földtudományi adjunktusa. Tízlábúak, szárny nélküli rovarok és férgek voltak az első állatok a szárazföldön, a gerincesek még nem fejlődtek ki. - Az akkori világ nagyon furcsa hely volt.
Az első edényes növények, az összes mai páfrány, tűlevelű és virágos növény őse, szintén meglehetősen szegények voltak: a legnagyobbak alig egy méter magasak voltak. De az egyik már kiemelkedett a többiek közül: a prototaxitok. Több mint hat méter magas törzs az alacsony növényzet közepén. De mi volt ez?
Tűlevelűek, algák vagy gombák?
Pontosan erről vitatkoztak több mint egy évszázada. A prototaxitokat először tűlevelűnek, majd zuzmának vagy algának tévesztették - mindenesetre az egyik legfurcsább szervezet, amely valaha élt. Boyce tudósai most először végeztek kémiai elemzéseket a Prototaxites fosszilis maradványain, amelyek azt mutatják, hogy valójában gomba volt.
A csapat a prototaxitokban és az azonos korból származó növényekben lévő szén-izotópokat elemezte. Megállapították, hogy az "ismeretlen óriás törzs" szén-12 és szén-13 aránya jelentősen eltért a növényekétől - a kutatók számára egyértelmű jelzés arra, hogy ez nem lehet növény. Ezzel szemben az izotóp arányok nagyobb tartománya jellemző az állatokra és a gombákra egyaránt. Tehát a prototaxisnak gombának kellett lennie.
"Bármi is legyen az érv, az emberek mindig azt mondják, hogy ez őrültség" - mondta Boyce. - Egy hat méter magas gombának egyszerűen nincs értelme. De ugyanolyan kevés egy hat méter magas alga, és mégis ott van a kövület. "
Óriási termet a ragadozók hiányának köszönhetően?
Továbbra is fennáll a kérdés, hogy egy gomba miért érhetett el akkora méreteket ekkor? "Arra gondoltam, vajon segíthet-e a Prototaxites különösen széles körben elterjeszteni a sarkantyúkat" - mondja Carol Hotton, szintén a chicagói Nemzeti Természettudományi Múzeum munkatársa. "Ez lehetővé tette, hogy gyarmatosítsa a számára megfelelő mocsaras élőhelyeket, amelyek aztán szétszóródtak a tájon."
A viszonylag egyszerű devoni ökoszisztémák nem tartalmaztak semmit, ami megakadályozta volna, hogy a gomba hosszú időn keresztül fokozatosan növekedjen. Mivel a növényevő szárazföldi állatok még nem fejlődtek ki. A dinoszauruszok is később jöttek. Modern világunkban azonban a prototaxitoknak esélyük sem lett volna. Mivel rendkívül lassú növekedése azt is megakadályozta, hogy gyorsan vissza tudjon állni a kudarcokból vagy a károkból.
A túlélés és a gombaspórákon keresztül terjed
A hifákon keresztüli növekedés esetén a gombák terjedési lehetőségei korántsem merülnek ki. Egy másik stratégia garantálja túlélésüket, különösen kedvezőtlen környezeti viszonyok esetén: Számos gombafaj a perzisztencia és a terjedés speciális formáit, a spórákat képes előállítani. Ezek vagy a nemi szaporodás eredményeként, vagy, mint a legtöbb esetben aszexuálisan, a partner „segítsége” nélkül jönnek létre. A keletkező gombaspórák szinte minden ellen felfegyverkeznek. Minden gond nélkül ellenállnak a kiszáradásnak, a hőnek és a hidegnek, és évekig képesek életben maradni a földben.
A tűz előkészíti az utat
Egyes gombatípusok csak katasztrófa után ébrednek fel: az úgynevezett tűzgombák vagy phoenicoidok. Némelyiküknek szüksége van a hő ingerére, hogy a talajban szunnyadó spórái egyáltalán aktívak legyenek, mások profitálnak abból, hogy a tűz gyakorlatilag sterilizálja a legfelső talajrétegeket, és ezáltal megszünteti bosszantó baktériumos versenytársaik nagy részét.
Utóbbi például a Pyronema nemzetség gombáit használja: Észak-Amerikában és Ausztráliában az erdőtüzek után a frissen megégett területeket általában újra és újra beborítják e gombák apró, csak körülbelül egy milliméter nagyságú, élénk rózsaszínű termőtestei. A legfrissebb megállapítások szerint még kétszer is profitálnak a megégett földből: egyrészt szinte baktériumoktól mentes, másrészt a tűz a talajkémiát a lúgos tartományba helyezte át - és pontosan ezt szereti nagyon Pyronema.
A sarkantyúk dobói
Sok gomba a spóráit is nagyobb távolságra terjeszti - tovább, mint amire a gombás szálak valaha képesek lennének. A tehéntrágyán élő gomba, a Pilobolus egyfajta nyomáscentrifugát használ a spórák elterjesztésére. Finom, átlátszó termőtestének szárában növekvő folyadéknyomás lefújja a fekete spórákkal borított gomba csúcsát, és 2,5 méterig katapultálja másodpercenként körülbelül 10,8 méter sebességgel.
A Sphaerobolus stellatus, más néven angolul „Cannonball Fungus”, még nagyobb távolságokat ér el: ennek a gomba fán élő sárgássárga termőteste csak két milliméter kicsi, de spóracsomagjait akár hat méterig is eldobja. Az éretlen állapotban, amely egy zárt gömbre hasonlít, a termőtestek később kinyílnak, és a gömb teljes belseje robbanásszerűen felfelé duzzad. A gömb belső fala kesztyűként kifelé fordul, és a spóracsomagot a fény irányába lövi.
A barnás-sötét spórák még a sima felületekre is tapadnak, és szélsőséges esetekben foltos, nehezen eltávolítható bevonattal borítják be a falakat, ablakokat vagy rolókat. Itt sokáig képesek túlélni anélkül, hogy elvesztenék csírajelüket. Ha azonban ígéretes, tápláló aljzattal találkoznak - egy nem megfelelően védett ablakkeret fájával vagy egy erdő talajával -, akkor a spórák elemükben vannak. Rövid idő múlva csíráznak, hifákat képeznek, és a gombás élet ciklusa kezdődik elölről ...