Помните пост о разумной слизи, умеющей решать непростые задачи? Так вот, грибы тоже не лыком шиты. Японские исследователи установили, что мицелий некоторых видов грибов может реагировать на расположение пищи, оптимизируя сеть гифов (нити грибницы) для более эффективного освоения ресурсов.
Что за исследование
Что слизевики умеют ориентироваться в окружающей среде и взаимодействовать друг с другом — уже известно. Теперь японцы решили выяснить, способны ли на это грибы. Для этого команда исследователей из Тохокского университета и колледжа Нагоака поставила несколько любопытных экспериментов с мицелием гриба Phanerochaete velutina.
Phanerochaete velutina — древесный гриб из группы базидиомицетов, специализирующихся на разложении мертвой древесины. Вид характеризуется уникальной способностью образовывать так называемые кордовые мицелии — длинные и крепкие гифальные нити, которые формируют плотную сеть на поверхности и в почве.
Phanerochaete velutina использует мертвую древесину как основной источник пищи, выделяя ферменты, разрушающие лигнин и целлюлозу, а это ускоряет разложение и переработку древесного материала. По сути этот гриб — лесной санитар.
Спойлер: в ходе опытов оказалось, что мицелий распространялся и разлагал древесину по-разному в зависимости от ее расположения. Ученые предположили, что грибы тоже могут «общаться», то есть узнавать, где больше всего питательных веществ, передавать эту информацию, а дальше — ускорять рост сети гифов (элементы мицелия) именно в этих областях.
«Мы предполагаем, что мицелий грибов может обрабатывать информацию о пространственном расположении в своей сети и соответствующим образом адаптировать свое поведение», — прокомментировали ученые в статье, опубликованной в Sciencedirect.
Разворачиваем сеть здесь и ищем еду
Раньше считалось, что гриб распространяется везде, куда может дотянуться. Реальность оказалась интереснее: как я уже проспойлерил выше, Phanerochaete velutina «думает», куда ему двигаться.
Чтобы изучить реакцию гриба на разное расположение пищи, исследователи намочили кубики древесины и поместили мицелий гриба на тонкий слой почвы рядом с ними — так организм мог освоить субстрат и развиться. Дальше они поместили поросшие мицелием блоки в тарелки с влажной почвой. Несколько блоков выложили в форме круга, другие — в форме креста. Блоки оставили для инкубации на 116 дней.
Испытательную «площадку» сформировали так, чтобы гифы мицелия были хорошо видны, так что исследователи могли наблюдать, как формируются соединения единой сети. На первом этапе разницы между ростом гриба на круге и кресте почти не было. Но дальше различия стали хорошо заметны. В круге сеть распределялась равномерно, а вот в кресте была видна разница между внутренними и внешними блоками.
Уровень разложения древесины измеряли, взвешивая блоки до и после инкубационного периода — он был относительно равномерным у кубиков круга. С крестом другая ситуация: организм лучше всего освоил четыре крайних блока в кресте. Ученые предположили, что на этих блоках гриб проявил активность не случайно.
«Внешние блоки, на которых было больше соединений, могли служить „форпостами“ для добычи и поглощения воды и питательных веществ из почвы на новых участках. Это стало возможно благодаря более развернутой сети», — отметили они в статье.
У вас есть еще еда? Тогда наш мицелий ползет к вам
Мицелий грибов растет акропетально, то есть направляется наружу от центра. В соответствии с этим гифы сначала распространялись от каждого блока во все стороны. Но со временем рост гиф сместился в направлении, которое могло обеспечить больше питательных веществ.
Почему так получилось? Исследователи предположили возможность передачи информации в живой сети. Опыты других ученых показали, что по гифам передаются электрические сигналы. Они синхронизируются после того, как отдельные нити объединяются в единый мицелий. Этот процесс отдаленно напоминает обмен информацией при помощи электрических сигналов между нейронами мозга более сложноорганизованных организмов.
В экспериментах японцев питательные вещества распределялись равномерно во всех древесных блоках и почве. Несмотря на это, самые сильные гифальные соединения с почвой были на блоках на концах креста X. По словам исследователя Ю Фукасавы, грибы могли развернуть дополнительные соединения для изучения внешнего периметра.
«Возможно, они предпочитают расти наружу, чтобы расширять свою колонию, игнорируя центр, даже если там все еще есть питательные вещества, — сказал он в интервью Ars Technica. — Я предполагаю, что они передают информацию через мицелий с помощью электрического потенциала». Получается, гриб уже «знает», что внутри периметра есть еда, и пытается найти еще ресурсы, но уже снаружи.
Что в итоге
Японцы утверждают, что вид продемонстрировал признаки базального когнитивного поведения — аналогичного когнитивным процессам на клеточном уровне у организмов с мозгом. Эти процессы включают сенсорные функции (поиск питательных веществ) и обработку информации (передачу сигналов о наличии питательных веществ).
Исследование японских ученых ставит под сомнение традиционное представление о когнитивных возможностях только у животных с их нервной системой. Простейшие организмы тоже могут адаптироваться и принимать решения, основываясь на пространственных характеристиках среды.
В будущем это может привести к новым подходам в изучении примитивной «интеллектуальности» у грибов и других простых организмов. Возможно, такие исследования помогут создать хотя бы самые базовые биокомпьютеры.
Конечно, не стоит думать, что грибы могут мыслить, даже на самом зачаточном уровне. Грибные сети в определенных аспектах могут действовать как нейроны мозга, но «это не то, это другое». Оно и к лучшему — так грибы не смогут захватить мир и установить мировое господство. Хотя, как знать, вдруг они объединятся со слизневиками?
