Zastawiają pułapki, torturują ofiary i czają się w ukryciu. Również nasze polskie... grzyby

Dzięki uprzejmości wydawnictwa Feeria Science publikujemy fragment książki polskich autorek: Marty Wrzosek i Karoliny Głowackiej "W czym grzyby są lepsze od ciebie?". Publikowany materiał pochodzi z rozdziału "Szybcy i sprytni. Niepozorni drapieżcy".

Na początku powiedziałaś, że grzyby potrafią polować. Mówiłaś dosłownie?

Jak najbardziej, grzyby polują, i to znacznie częściej, niż sądzimy. Wydaje nam się, że grzyby są prostymi saprotrofami, które rozpuszczają martwą materię organiczną i spokojnie ją wchłaniają. Ewentualnie uważamy, że są pasożytami. Ale to nie jest cała prawda o tym królestwie. Są i myśliwi. Polują, zabijają i zjadają ofiarę.

Masz na myśli jakieś egzotyczne grzyby?

A skąd! Nawet boczniaki są drapieżnikami.

Te same, które kupujemy w sklepach?

Tak. Drapieżnikiem jest zarówno sklepowy boczniak ostrygowaty, Pleurotus ostreatus, jak i jego kuzynka zwana bochnianką Hohenbuehelia. Oba przypuszczają atak na nicienie. Nicienie albo drobne bezkręgowce, takie jak wrotki, są źródłem wyśmienitego azotowego i wysokobiałkowego pokarmu. To zasób, o który warto zawalczyć.

Pozyskanie go ma zasadnicze znaczenie zwłaszcza dla grzybów żyjących w drewnie, ponieważ jest ono wyjątkowo niezbilansowanym substratem – niezwykle bogatym w związki węgla, a ubogim w azot. Zatem te grzyby korzystają zarówno z drewna jako źródła węgla, jak i z nicieni żyjących w drewnie jako źródła azotu. Pod korą drzew rozgrywają się prawdziwe dramaty, choć my, ze względu na odmienność naszej skali, tego nie dostrzegamy.

Zobacz też: Ten grzyb podbija lasy. Niesamowicie smaczny, ale nie da się na nim zarobić

No dobrze, ale jak grzyby mogą w ogóle polować? Nie są zbyt szybkie…

Mogą i stosują w tym celu rozmaite metody. Czytałam ostatnio świetną pracę zespołu z Brazylii pod kierownictwem prof. Filippe Eliasa de Freitas Soares. To przeglądowy artykuł dotyczący rodzajów drapieżnictwa u grzybów – niektóre z wykorzystywanych przez nie strategii badacze porównali do oręży średniowiecznych rycerzy.

Nie jestem pewna, czy mówisz poważnie.

Całkowicie! Autorzy artykułu wyróżnili kilka sposobów realizacji drapieżnictwa przez grzyby. Metody pułapkowe, atak po zakradnięciu się do wnętrza komórki, zastosowanie trucizn, a także wytworzenie specjalnych narzędzi służących do ataku. Te ostatnie do złudzenia przypominają rycerski oręż.

Miecze? Kopie?

To narzędzia zbliżone do kuszy albo do maczugi z kolcami, zwanej gwiazdą zaranną.

Zaawansowany sprzęt.

Wróćmy do naszego boczniaka. Posługuje się on strategią pułapkową. Wydaje się, że pierwotnie służyła ona do obrony przed pasożytami. Metoda była prosta – ze strzępek wydzielały się kropelki toksyn, które uniemożliwiały zjadanie grzybni.

Później miejsca wydzielania kropelek przekształciły się w guzki i lepkie wyrostki. Przemieszczające się po powierzchni grzyba czy w jego pobliżu nicienie, przylepiają się do wyrostków i stają się pokarmem. Następuje atak przez szczyt guzka, penetracja wnętrzności zwierzęcia, strawienie narządów i przyswojenie białka. Dodatkowo, boczniaki stosują pewien fortel.

Zobacz też: "Palce diabła" znalezione na południu Polski. Czym jest okratek australijski?

Wystawiają przynętę?

Coś w tym stylu. Nicienie są spragnione cukru, więc jeśli grzyb wystawi im śluzowatą substancję, która będzie zawierała choćby niewielką ilość cukru, zapewne się na nią skuszą. To taki prosty, wręcz prymitywny sposób polowania. U innych grzybów mamy już dużo bardziej wyrafinowane kolczaste kule.

Czyżby to były średniowieczne kiścienie?

Dobre skojarzenie. Istnieją dwa rodzaje kul. Albo bardzo malutkie, mające po 2–3 mikrometry, albo całkiem spore, mające po 15–20 mikrometrów. Te mniejsze, przypominające pompony, są wytwarzane przez świetnie nam znane z widzenia grzyby, czernidłaki kołpakowate, Coprinus comatus.

Tak… mówiłaś, że ich obecność może wyznaczać ulubione ścieżki miejscowych psów.

Otóż to. Czernidłaki to jajowate, białe, jadalne grzyby występujące nie tylko na miejskich trawnikach, ale i na poboczach dróg oraz na łąkach. U nasady trzonów wytwarzają one kule najeżone ostrymi minerałami. Te ostatnie mogą poranić przesuwającego się tuż obok nicienia. Istotny jest w tym wypadku stopień nagromadzenia niebezpiecznych kulek, ponieważ jest to struktura na tyle drobna w stosunku do masy ciała nicienia, że pojedyncze nacięcie wywołuje tylko porysowanie oskórka. Dopiero kiedy kulek jest bardzo dużo, następuje poważne uszkodzenie, które unieruchamia zwierzę.

Nicień umiera?

Tak, zostaje zjedzony. Dochodzimy do naszych maczug z kolcami. To duże, ostre struktury, które rozszarpują ciało nicienia. Co więcej, autorzy twierdzą, że niektóre z tych struktur mogą działać z pewną siłą.

W jaki sposób? Nie mają mięśni.

No właśnie. Myślę, że można to porównać do użycia harpuna. To nicień sam naciska na broń, poniekąd samodzielnie rozcinając się na połowę.

Okropność!

Ale jakże to praktyczne! Tak przygotowane ciało nicienia jest dla grzyba w pełni dostępnym źródłem azotu. Oskórek, który zawsze stanowi przeszkodę, zostaje pokonany. Kolejnym sposobem polowania jest korzystanie z lepkich sieci. To jest absolutnie fantastyczne rozwiązanie. Stosuje je Arthrobotrys. Przedstawicieli tego rodzaju spotykamy na odchodach roślinożerców. Często pokazuję studentom odchody roślinożerców, niektóre potrafią być bardzo piękne.

Kupy mają być piękne?

Może nie tyle same kupy, co pokrywające je grzyby. Zwykle po 3–4 tygodniach końska kupa porośnięta jest murawą bladoróżowych grzybów – to właśnie drapieżny Arthrobotrys. Pod binokularem jego strzępki wyglądają jak różowe kwiatuszki na brązowej łące.

Brąz z bladym różem… Zaczynasz mnie przekonywać.

Poważnie, to niezwykle piękny grzyb, ale jednocześnie bardzo niebezpieczny. Cała grzybnia składa się z prostych strzępek i "rozwieszonych” pomiędzy nimi lepkich sieci. Właśnie w te sieci wpadają nicienie, a im bardziej próbują się wydostać, tym mocniej się zaplątują. Tracą siłę, umierają, zostają strawione. Jeszcze ciekawsze są chyba jednak lassa.

Lassa trzeba przecież zarzucić.

Te akurat nie są zarzucane, ale są dynamicznymi pułapkami. No i mamy tu do czynienia z autentycznym duszeniem. Otóż lasso składa się z trzech połączonych ze sobą komórek. Pod wpływem muśnięcia jego wewnętrznej strony wszystkie trzy komórki gwałtownie pęcznieją, zaciskając się wokół nicienia. W procesie pęcznienia biorą udział wakuole, komórkowe banieczki napełnione wodą. Mogą one gwałtownie powiększyć objętość w wyniku ściągnięcia wody z cytoplazmy i ze środowiska zewnętrznego.

Ale skąd takie lasso wie, kiedy napęcznieć?

To nie jest zupełnie jasne. Pewnie zostaje podrażniony receptor mechaniczny lub chemiczny w ścianie strzępki. Wiemy, że cytoplazma w tych trzech komórkach aktywnie krąży, a wraz z nią krążą nietypowe, gęste optycznie ciałka. Zdjęcia z elektronowego mikroskopu transmisyjnego wykazują, że ciałka pojawiają się natychmiast po wytworzeniu pierścienia.

Należą one do grupy organelli zwanych peroksysomami i wykazują aktywność enzymatyczną – tworzą katalazę i oksydazę aminokwasową. Ponieważ są odnajdywane właśnie w strukturach pierścieniowych, a nie w zarodnikach – przynętach połykanych przez zwierzęta – to wydaje się, że ich funkcję należy wiązać właśnie z tym nagłym pęcznieniem. Wykazano też, że w komórkach pierścienia znajduje się nietypowo wysokie stężenie jonów potasowych, prawdopodobnie to one wywołują gwałtowne zwiększenie turgoru komórki, czyli zassanie wody. Wszystko dzieje się naprawdę w ciągu sekundy. Nicień nie ma szans.

Czyli, znów, to się odbywa czysto chemicznie, bez żadnej "decyzji” grzyba?

Tak, zmiany następują lokalnie, w połączonych komórkach lassa i kilku sąsiednich.

Kto korzysta z tego upolowanego nicienia?

Cały grzyb, choć oczywiście nie wiemy, na jaką odległość strzępki transportują dane substancje. Mogą to jednak robić bez przeszkód, ponieważ są. Ale skąd takie lasso wie, kiedy siecią połączonych ze sobą elementów. W ich wnętrzu nie ma ścian komórkowych, które byłyby barierą uniemożliwiającą przenikanie substancji z jednego segmentu do drugiego. Czyli to oręż o działaniu mechanicznym, zresztą dość bezwzględnym.

Mówiłaś też o trucicielach.

Często strategie myśliwskie są stosowane w parze. Grzyb korzysta z narzędzi okaleczających oraz z trucizny. I nie bez kozery, ponieważ zraniony nicień jest bardziej wrażliwy na działanie toksyn. To ważne, bo nicienie potrafią się całkiem sprawnie poruszać. Jeśli jednak grzyb nasączy swoją ofiarę substancją paraliżującą, ta już nigdzie nie ucieknie.

Naukowcom udało się wyodrębnić wiele takich substancji. Część z nich jest wykorzystywana przez ludzi do ochrony roślin przed nicieniami, które z perspektywy człowieka bywają szkodnikami. Interesującą strategię polowania ma Zoophagus, grzyb żyjący w środowisku wodnym, szczególnie w osadach czynnych.

A co to takiego?

Na osad czynny składa się grupa mikroorganizmów oczyszczających ścieki. Do oczyszczalni wprowadza się je, żeby rozłożyły toksyczne i złożone związki. Celem jest oczywiście otrzymanie czystej wody. Wśród organizmów tych znajdują się wspomniane już wrotki, zwierzęta mikroskopijnych rozmiarów. I właśnie na nie czyha grzyb. Zoophagus łowi wrotki na wędkę. Grzyb tworzy boczne rozgałęzienie zakończone niewielką błyszczącą kuleczką, która dla wrotków wygląda apetycznie. Zwierzę podpływa i otwiera pyszczek, żeby połknąć kulkę, a wtedy ta gwałtownie pęcznieje. Zwierzę jest złowione.

Nie ma ratunku?

Nie ma. Wrotek płaci słono za łakomstwo… Badał to zresztą zespół naukowców z Uniwersytetu Jagiellońskiego. Kilka lat temu w renomowanym piśmie "Fungal Ecology” opublikowali oni artykuł na ten temat. Badacze sprawdzali, czy Zoophagus jest w stanie tak mocno przetrzebić populację wrotków, że osłabi to działanie osadu czynnego. Okazało się, że tak. Ten grzyb działa na niekorzyść wrotków – i człowieka.

Istotnie w tym mikroświecie rozgrywa się mnóstwo dramatów.

Nicienie nie są mikroskopijne… Można je zobaczyć nawet gołym okiem, a takie nicienie kręcące się po końskich odchodach widać już pod binokularem, który daje raptem dwa razy większe powiększenie niż zwykła lupa.

Ale przyznasz, że w naszym makroskopowym postrzeganiu świata można to przegapić.

To na pewno. Bo też nie znamy grzybów, które by polowały na duże zwierzęta, na duże owady. Aczkolwiek oczywiście jest mnóstwo grzybów, które w dużych owadach występują, na zewnątrz i w środku, chociaż mowa tu raczej o pasożytnictwie niż o drapieżnictwie.

Użyłaś też określenia "atak po zakradnięciu się do wnętrza”. Co to jest?

Taki atak jest objawem endobiotycznego drapieżnictwa. To też metoda pułapkowa, tyle że atak następuje od środka. Jest jak mina w środku domu. Grzyb tworzy zarodniki, które sprawiają wrażenie smakowitych. Kiedy zarodniki zostają spożyte przez nicienia, zaczynają się rozrastać w ciele żywiciela i atakują go od środka. Z kolei grzyby oportunistyczne mogą korzystać z różnych źródeł pokarmu, ale szczególnie atrakcyjne są dla nich jaja nicieni. Strzępka owija się wokół jaja i w szybkim tempie je pożera.

To zachowanie mieści się chyba na granicy pasożytnictwa.

Racja, czasami granica jest nieostra. Według definicji pasożytnictwo zachodzi wtedy, gdy mamy żywiciela i pasożyta, następuje walka i możliwe jest wyleczenie. Raz wygrywa pasożyt, raz żywiciel. Pasożyt nie zawsze ma na celu uśmiercenie żywiciela. Jeśli należy do kategorii biotrofów, to życie żywiciela podtrzymuje jego własne. Drapieżnictwo jest bardziej zerojedynkowe. Atak, jeśli jest udany, powoduje śmierć ofiary i już, sprawa załatwiona. Istnieje jednak także kategoria pośrednia: parazytoidy. Przykładem są choćby błonkówki.

Owady te za pomocą pokładełka składają czasem jajeczka w ciele żywego żywiciela. Wciskają je na przykład w gąsienice bielinka kapustnika. Z czasem z jaj rozwijają się larwy i żywią się sparaliżowanym, ale wciąż żywym zwierzęciem. Śmierć bielinka następuje dopiero w momencie, gdy gąsienice przystępują do przepoczwarzenia.

Dość obrzydliwe…

Spójrz z punktu widzenia matki błonkówki. Zapewnia swojemu potomstwu ciepłe, dostatnie dzieciństwo – to już trudno nazwać obrzydliwym.

Czy możemy znaleźć odpowiednik parazytoida w świecie grzybów?

Owszem, myślę, że dobrym przykładem takiej strategii jest grzyb, który nazywa się Myrmicinosporidium. Przyglądanie się zaatakowanym przez niego mrówkom jest fascynujące i niepokojące zarazem. Oto czasem, obserwując przez binokular mrówki, widzimy osobniki wypełnione ciemnymi kulami. Kule są rozmieszczone w całym ciele. Przeświecają przez oskórek. Możemy je zaobserwować w głowie, tułowiu i odwłoku. Wraz z każdym ruchem mrówki delikatnie się przesuwają. Mrówka, co może najbardziej dziwi, zachowuje dość długo swoją zwykłą aktywność.

Niemniej intrygujące jest to, że wciąż nie wiemy, kiedy owe kule wydostają się na zewnątrz, ale wiemy przynajmniej, jak wygląda grzybowe potomstwo.Z kul muszą wypłynąć uwicione spory. Może do wielkiego exodusu pływek z ciała mrówki dochodzi, kiedy wędruje ona po ściółce w czasie deszczu? A może dzieje się to dopiero po zjedzeniu mrówki przez jakieś zwierzę, w jego odchodach? To jeszcze ciągle tajemnica.Tego rodzaju zachowania są jednak w świecie grzybów dość odosobnione. Dużo więcej jest wśród grzybów prawdziwych pasożytów.