Як деякі гриби світяться у темряві?

Гриби, що світяться в темряві, досить часто зустрічаються в природі. Їх моторошний зеленувато-жовтий відтінок виникає в результаті низки хімічних реакцій. Це називається біолюмінесценцією.

У дитинстві багато хто з нас вішав пластмасові зірки, що світяться в темряві, на стелю своєї спальні. Нам також подобається надавати звичайним предметам, таким як фарби і одяг, родзинку, додаючи в них елемент, що світиться в темряві. Однак не ми придумали, як змусити речі світитись у темряві. Природа робить це вже багато століть за допомогою різних тварин.

Зустріч з грибом, що світиться в темряві, може здатися сценою зі світу фантастики, але насправді існує досить багато грибів, які можуть випромінювати видиме світло!

Повідомлення про біолюмінесцентні гриби вперше було зафіксовано тисячі років тому. Аристотель описав загадкове свічення на шматку дерева, що гниє, викликане люмінесцентним міцелієм, як "холодний вогонь". У 17 столітті голландський лікар зазначив, як індонезійські тубільці використовували гриб із блакитним світлом як ліхтарик під час нічних подорожей.

У Мікронезії тубільці носять ці гриби, що світяться, як головні прикраси під час ритуальних танців. Вони також мазали ними свої обличчя, щоби відлякати людей. В інших культурах люди вважали гриби, що світяться, поганою ознакою і знищували їх!

Що таке гриби, що світяться?

З більш ніж 100 000 відомих видів грибів вчені виявили понад 80 видів грибів, що світяться. Переважна більшість цих грибів належить до роду Omphalotus, Armillaria чи Mycena.

Ці гриби випромінюють зелене світло з довжиною хвилі 520-530 нм.Частина гриба, що світиться, включає або плодове тіло (капелюшок і зябра), або нитки міцелію, або і те, і інше. Наприклад, у грибів пологів Omphalatus та Mycena світяться і плодове тіло, і міцелій, тоді як у грибів роду Armillaria світиться лише міцелій.

Можна подумати, що ці гриби світяться на протязі всього свого життя, але це не так. Вони випромінюють світло лише протягом певного періоду свого життєвого циклу. Протягом решти свого життя гриб не випромінює жодного світіння.

Світіння молодого плодового тіла та міцелію яскравіше, ніж зрілого плодового тіла та міцелію.

Чому вони світяться?

Причиною свічення деяких грибів є біолюмінесценція. Це явище, коли в результаті хімічної реакції організм починає виробляти та випромінювати світло. Енергія, що виробляється в ході реакції, перетворюється на світло.

Світлячки, скорпіони та морські тварини, такі як медузи та риби-вудильники, виявляють біолюмінесценцію за схожим механізмом.

Що викликає біолюмінесценцію у грибів?

У грибах реакція біолюмінесценції залежить від кисню. Вона включає реакцію між молекулою люциферину і ферментом люциферазою.

Люциферин - це загальний термін для позначення органічної сполуки в люмінесцентних організмах. Він випромінює світло внаслідок окислення у присутності ферменту люциферази. Тип люциферину, який бере участь у біолюмінесцентних грибах, донедавна був невідомий. В одному з досліджень люциферин був ідентифікований як 3-гідроксигіспідин. Ця сполука біосинтезується шляхом окислення грибного метаболіту під назвою гіспідін.

Біолюмінесцентна реакція відбувається у два етапи. Спочатку молекула люциферину взаємодіє з киснем та молекулами АТФ у присутності ферменту люциферази.Це призводить до утворення люмінесцентної молекули під назвою оксилюциферин, яка є комбінацією люциферину і кисню.

Енергія, що виділяється під час цієї реакції, збуджує електрони в молекулі оксилюциферину. Коли електрони оксилюциферину повертаються у свій основний стан, молекула починає розпадатися. Енергія вивільняється, викликаючи випромінювання фотонів, і таким чином утворюється світло.

Більшість джерел світла, наприклад лампочки, випромінюють світло, тому що вони сильно нагріваються. Гриби, з іншого боку, виробляють світло без нагрівання, оскільки воно є просто продуктом хімічної реакції. Тому світло, що випромінюється біолюмінесцентними грибами, називається "холодним світлом".

Роль біолюмінесценції у грибах

Різні теорії намагаються пояснити функцію біолюмінесценції грибів. Експеримент, проведений Сивінськи, демонструє, як членистоногих, таких як Collembola та Diptera, залучають світловипромінюючі гриби. Ці комахи можуть сприяти поширенню спор, що збільшує виживання видів грибів.

Таким чином, види грибів, що випромінюють світло вночі, мають перевагу перед видами грибів, що не світяться, у залученні комах, що розсіюють суперечки. Це особливо правильно для грибів, що ростуть під щільним пологом лісу, де суперечки рідко розносяться вітром.

Попри думку деяких, світіння грибів необов'язково означає небезпеку. Деякі гриби, що світяться, такі як Pleurotus japonicus, отруйні, а Omphalotus olearius вважається токсичним галюциногеном. Однак не всі гриби, що світяться, токсичні і неїстівні. Гриб Panellus stipticus діє як гірке, кисле проносне.

Гриби Pleurotus japonicus та Omphalotus olearius

Міцелій, що світиться, може також відштовхувати негативно фототропних хижаків (членистоногих, які йдуть від світла), що мешкають у грунті. І навпаки, світло приваблює хижаків, які тягнуться до світла. Ці хижаки можуть харчуватися членистоногими на грибах і цим обмежувати присутність хижаків.

Інша гіпотеза припускає, що біолюмінесценція не має екологічної функції у грибах. Скоріше це просто побічний продукт якоїсь іншої біохімічної реакції. Більшість деревних грибів мають видиме світіння та можуть перетравлювати лігнін. Це складний полімер, який забезпечує жорсткість стінки рослинної клітини, пов'язуючи целюлозну мережу в рослині. Існує зв'язок між біолюмінесценцією та деградацією лігніну. Реакція грибкової біолюмінесценції детоксифікує пероксиди, що вивільняються під час перетравлення лігніну, у процесі, відомому як лігніноліз.

У давнину світло і вогонь асоціювалися з богами, наприклад, з грецьким богом Аполлоном. Однак поява світла без тепла або вогню (наприклад, холодне світло грибів, що світяться) вважалася надприродною.

Однак після вивчення різних видів грибів, що світяться, ми дізналися, що це загадкове світло виникає в результаті хімічного процесу біолюмінесценції!