| W koalicji z grzybami |
 |
 |
|
|
|
" ... Z dużym sukcesem uprawia się u nas grzyby saprofityczne: pieczarki (Agaricus edulis i Agaricus bisporus), boczniaka ostrygowatego (Pleurotus ostreatus), pierścieniaka (Stropharia rugosoannulata) i twardziaka jadalnego (Lentinus edodes) zwanego shii-take. Wystarczy zapewnić im odpowiednie podłoże (odpady drzewne, słomę), odpowiednią wilgotność, temperaturę i stężenie CO2. Kluczowe znaczenie ma temperatura. Grzybnia zamiera, jeśli wzrośnie ona powyżej 28-29 °C. Łatwo wywołać owocowanie, gdyż jest to reakcja na zmianę warunków otoczenia - skok wilgotności czy poziomu CO2." "W koalicji z grzybami" / Ewa Nieckuła
WIEDZA I żYCIE "Rydze można znaleźć pod świerkiem, koźlaki w brzezinie, a pod dębami borowiki. To nie przypadek, ale najlepszy dowód, że pod ziemią żyją w dobrej komitywie grzyb i korzenie drzewa - jego gospodarza. Historia tego związku, zwanego mikoryzą, sięga aż ordowiku (505-440 mln lat temu). Gdy przed 460 mln lat prymitywne rośliny zaczynały podbój lądów, najpraw- dopodobniej nie były same. Pomagały im właśnie grzyby. Do takich wniosków doszedł prof. Dirk Redecker z University of California w Stanach Zjednoczonych, po przeanalizowaniu próbki skały pobranej podczas budowy drogi w stanie Wisconsin. Skała sprzed 460-455 mln lat zawierała skamie- niałości przypominające zarodniki i delikatne nitki grzybni podobnej do grzybni współczesnych grzybów mikory- zowych. Dzięki odkryciu Redeckera wiemy, że początków lądowych grzybów należy szukać o 55-60 mln lat wcześniej niż dotychczas. Do tej pory naukowcy znajdowali dużo późniejsze ślady mikoryzy sprzed 400 mln lat. W dewonie grzyby mikoryzowe towarzyszyły już lepiej rozwiniętym roślinom naczyniowym. Wiele wskazuje na to, że sukces w opanowywaniu nowego środowiska rośliny zawdzięczają właśnie swym niepozornym, podziemnym partnerom - należącym do rzędu Glomales. Co więcej, od czasu inwazji roślin na lądy mikoryza powstawała wielo- krotnie. To rodzaj symbiozy dający korzyści obydwu stronom. Głębokie korzenie symbiozy Rośliny mają dwóch sojuszników w zdobywaniu składników pokarmowych: bakterie brodawkowe dostarczające im głównie azotu i grzyby mikoryzowe. Symbioza z bakteriami wiążącymi azot z powietrza w porównaniu z mikoryzą jest nowa, gdyż pojawiła się w ciągu ostatnich 100 mln lat. Ostatnie lata przyniosły ciekawe odkrycia mechanizmu, dzięki któremu dochodzi do połączenia roślin i tych tak odległych ewolucyjnie organizmów. W 2002 roku Gyorgy Kiss z węgierskiego Instytutu Genetyki w Szeged zidentyfikował u roślin cząsteczkę białkowego receptora - NORK - odpowiedzialnego za nawiązanie kontaktu z bakteriami brodawkowymi i kodujący ją gen. Mniej więcej w podobnym czasie zespół brytyjskich genetyków znalazł analogiczny kluczowy dla mikoryzy receptor - SYMRK. Oba białka są bardzo podobne. Najprawdopodobniej pomagają także roślinom w obronie przed patogenami. Na tym jednak nie koniec podobieństw. Niemal identyczne proteiny stanowią część systemu immunologicznego ssaków. Grzyb poszukiwacz Mikoryza jest dziś bardzo często spotykana. Niemal 90% roślin zielonych żyje z grzybami za pan brat. Z drzewami grzyby tworzą tzw. mikoryzę ektodermalną. Ich grzybnia otacza korzenie tzw. mufką i nie wnika do wnętrza roślinnych komórek, a jedynie w przestrzenie międzykomórkowe, tworząc tzw. sieć Hartiga. Włośniki zanikają, a ich funkcję przejmują strzępki grzybni. To właśnie temu typowi mikoryzy zawdzięczamy smakowite maślaki, koźlaki, rydze, które są niczym innym, jak owocnikami, które po dojrzeniu rozsiewają tysiące mikroskopijnych zarodników. Inne grzyby tworzą mikoryzę endodermalną - tu grzybnia penetruje komórki korzenia - znajdziemy ją u większości roślin zielnych i krzewów. Jest to związek o wiele bardziej rozpowszechniony, jednak dla smakoszy zdecydowanie mniej atrakcyjny, gdyż te gatunki grzybów nie tworzą owocników. Są jednak ważnym sprzymierzeńcem działkowicza i rolnika. Korzenie wspomagane przez gęstą sieć delikatnych strzępek (tzw. grzybokorzeń) mają powierzchnię chłonną kilkaset razy większą niż bez grzybowego partnera. Strzępki grzyba mogą bowiem tworzyć tzw. sznury grzybniowe trans- portujące składniki pokarmowe, a także wodę z miejsc, do których nie sięgnęłaby sama roślina. Niektóre związki mineralne fosforu, wapnia znajdujące się w glebie są nierozpuszczalne w wodzie, a więc niedostępne dla roślin. Grzyby mikoryzowe wydzielają na zewnątrz kwas węglowy oraz enzymy, które powodują zamianę tych związków w formy przyswajalne. Ponadto grzyby potrafią także rozkładać materię organiczną, uwalniając związki azotu, które przekazują roślinom - gospodarzom. Nic dziwnego, że rośliny z mikoryzą pobierają blisko dwa razy więcej azotu, cztery razy więcej fosforu i półtora raza więcej potasu niż rośliny pozbawione symbionta. Dodatkową korzyścią płynącą z takiej współpracy jest fakt, że nadmiar składników odżywczych może być magazy- nowany przez grzyby i dostarczany roślinie w miarę jej wzrostu. Grzyby ułatwiają także pobieranie mikroelementów, np. cynku i miedzi. Ponadto niektóre z nich syntetyzują hormony: auksyny, gibereliny i cytokininy, wydzielając je do komórek gospodarza. W zamian za te dostawy roślina płaci związkami węgla, które wytwarza w procesie fotosyntezy, aminokwasami i witaminami z grupy B. Taka wymiana bardzo jej się opłaca, gdyż za towar deficytowy płaci takim, jakiego może mieć w nadmiarze. Korzenie każdej rośliny wydzielają również do gleby specyficzne substancje, które stymulują wzrost jej grzybowego partnera. Jak okiem sięgnąć mikoryza - Szacuje się, że na świecie jest około 5 tys. gatunków grzybów mikoryzowych - mówi prof. Maria Rudawska z Pracowni Badania Mikoryz w Instytucie Dendrologii PAN w Kórniku. - Mikoryza to spontaniczny proces, który w naturze przebiega szybko. Miliony zarodników grzybów unoszą się w powietrzu. Wystarczy wystawić w doniczce sterylną siewkę sosny na parapet za oknem. Po dwóch latach na korzeniach rośliny będzie już osiem gatunków grzy- bów mikoryzowych. Część symbiotycznych grzybów to wybredni specjaliści, którzy wchodzą w związek tylko z jednym gatunkiem rośliny gospodarza (tak jak borowik z dębem), ale wiele z nich może się wiązać z wieloma różnymi roślinami. Bywają też przypadki, że grzybnia łączy dwie różne rośliny, tworząc między nimi pomost. W takim układzie najprawdopodobniej przez strzępki grzyba wędrują substancje pokarmowe z jednej rośliny do drugiej. Grzybowi lokatorzy szukają najmłodszych korzeni. Na ich krótkim odcinku może rosnąć do kilku gatunków grzybów, na całym systemie korzeniowym - kilkaset. Jak oszacował dr Jason Hoeksema z University of California na przykładzie daglezji zielonej (Pseudotsuga menziesii), w ciągu całego życia długowieczne drzewa mogą mieć do 2 tys. gatunków grzybowych symbiontów. Niestałe korzenie Mikoryza nie jest wzorem stałego związku. - Grzybowi partnerzy mogą współdziałać z drzewem przez dziesiątki lat, ale bywa, że zmieniają się nawet co kilka tygodni - mówi prof. Zbigniew Sierota z Instytutu Badawczego Leśnictwa. Gdy panuje susza, roślina preferuje grzybnię wydajniej pobierającą wodę, a w okresie opadów zwyciężają organizmy lepiej radzące sobie w warunkach dużej wilgotności podłoża. Co więcej, okazy rośliny tego samego gatunku rosnące w cieniu będą wybierały inne grzyby niż te rosnące w słońcu. To oczywiście efekt długotrwałej selekcji, ale wygląda to tak, jakby drzewa dobierały sobie partnerów świadomie. Nie do końca jest jeszcze jasne, jak taki wybór się odbywa. Najprawdopodobniej delikatne końcówki korzeni obumierają, gdy zainfekuje je zbyt "kosztowny" gatunek grzyba. Z czasem, kiedy na ich miejscu odrosną nowe korzenie, drzewo ma szansę na bardziej udany dobór lokatorów. Grzyb jak tarcza Do niedawna uważano, że najważniejszym celem związku grzybów i roślin jest współdziałanie w zdobywaniu składników pokarmowych. Naukowcy odkryli jednak, że mikoryza stanowi także polisę ubezpieczeniową na wypadek niesprzyjających warunków środowiska. Przede wszystkim tandem drzewo-grzyb jest silniejszy, a więc nie daje się konkurentom. Sosna z mikoryzą szybciej rośnie i jest bardziej zielona. Ponadto grzybokorzeń wydziela własne antybiotyki i kwas szczawiowy do gleby, chroniąc w ten sposób korzenie przed infekcją patogenów. Grzybnia ektodermalna otaczająca szczelnym płaszczem podziemną część rośliny jest również mechaniczną przeszkodą dla chorobotwórczych organizmów. Niestety, nie dla wszystkich - radzą sobie z nią nicienie i wirusy. Rośliny z mikoryzą są odporniejsze na niekorzystne warunki: niewłaściwą temperaturę gleby, niekorzystne pH lub obecność substancji toksycznych. To dzięki tej ostatniej ich zdolności w pobliżu hut, na hałdach, mimo ogromnego skażenia gleby, także jest zielono. Grzyby niczym filtr zatrzymują metale ciężkie, unieruchamiając toksyny w swoich strzępkach, co zapobiega zatruciu roślinnego partnera. W warunkach niezakłóconych działalnością człowieka, a o te we współczesnym świecie coraz trudniej, rośliny bez problemu trafiały na odpowiednie grzyby i wchodziły z nimi w symbiozę. Jednak zmiany spowodowane przez przemysł i rolnictwo zaburzają lub wręcz niszczą ten związek. Na przykład grunty, które były kiedyś polami uprawnymi, są bogate w związki azotu. Próby zalesiania takich terenów nie zawsze kończą się powodzeniem. Drzewa rosną tam słabiej, gdyż mając w bród pokarmu, niechętnie wchodzą w mikoryzowy związek. Do analogicznej sytuacji dochodzi w rolnictwie. Nowoczesne metody uprawy wymagające stosowania dużej ilości sztucznych nawozów, środków ochrony roślin i herbicydów uniemożliwiają często zaistnienie symbiotycznego tandemu. Naprawianie szkód - Mikoryza zaczyna się komercjalizować. Potrafimy już uzyskiwać preparaty, które w krótkim czasie po zastosowaniu doprowadzają do mikoryzy - mówi prof. Zbigniew Sierota z IBL. - W Polsce na dużą skalę stosowane są dwie technologie - francuska i polska opracowana przez prof. Stefana Kowalskiego z Katedry Fitopatologii Leśnej Akademii Rolniczej w Krakowie. Wykorzystuje się ją do szczepienia młodych drzewek w szkółkach. W polskim preparacie, którego opracowanie jest unikalnym osiągnięciem na skalę światową, znajduje się grzybnia niejadalnej i nietrującej włośnianki rosistej (Hebeloma crustuliniforme). Grzyb ten występuje powszechnie w naszych lasach i żyje w symbiozie z wieloma gatunkami leśnych drzew: sosnami, świerkami, modrzewiami, jodłami oraz dębami, bukami, lipami, brzozami i grabami. Nie nadaje się natomiast do szczepienia korzeni jesionów, klonów i olsz, które nie wchodzą w mikoryzę. Szczepionka jest produkowana w Leśnym Banku Genów Kostrzyca w Miłkowie. Na jej efekty nie trzeba długo czekać - wkrótce widać je gołym okiem - biała grzybnia szybko przerasta podłoże. Dzięki zastosowaniu preparatu przyjmuje się 99% posadzonych w lesie drzew. Prof. Stefan Kowalski kończy prace nad preparatem mikoryzowym do szczepienia drzew gatunkami jadalnych grzybów. W ten sposób być może spełni się niebawem marzenie grzybiarzy o maślakach czy koźlakach we własnym ogrodzie. Kto nie brata się z grzybami Skrzypy, rdestowate (z wyjątkiem rdestu żyworodnego Polygonum viviparum), śródłożne (Centrospermae) z wyjąt- kiem Cactaceae, zawciągowate (Plumbaginaceae), krzyżowe (Brassicaceae), bagienne (Helobiae, Farinosae), turzy- cowate (Cyperales) i grzybieniowate (Nymphaeaceae). Grzyby na Grządce Jedynym grzybem mikoryzowym uprawianym obecnie na dużą skalę jest trufla czarnozarodnikowa (Tuber melanosporum). W laboratorium hodowana jest grzybnia, którą następnie szczepi się korzenie młodych drzewek - gospodarzy grzyba, czyli leszczyny i dębu. Następnie sadzi się je na plantacji i czeka 6-8 lat. Zbiory podziemnych owocników mogą trwać nawet kilkanaście lat. - Niestety w ostatnim okresie plony z tej hodowli zmniejszyły się stukrotnie. Winę za ten stan rzeczy ponosi zanieczyszczenie gleby i powietrza. Efektem niskiej podaży jest astronomiczna cena trufli - ich kilogram kosztuje nawet 13 tys. dolarów. To najdroższy produkt spożywczy na świecie - mówi ekspert od uprawy grzybów prof. Janusz Kalbarczyk z Akademii Rolniczej w Lublinie. Polska nie ma dobrych terenów do uprawy trufli, która wymaga gleb wapiennych. Zapewne przebojem byłaby u nas uprawa innych grzybów jadalnych, np. borowika szlachetnego (Boletus edulis). Niestety, do jego prawidłowego rozwoju potrzebne są nie tylko korzenie właściwego gatunku drzewa. Borowik rośnie dobrze tylko w zespole z jeszcze dwoma gatunkami muchomorów. Na domiar złego, aby strzępki jego grzybni połączyły się z korzeniami dębu, w podłożu muszą się znajdować bakterie z rodzaju Pseudomonas. To sprawia, że nie umiemy jeszcze uprawiać borowików na owocniki. Bez problemu można jednak uprawiać samą grzybnię, którą się suszy i w formie proszku dodaje do różnych produktów. Nie dorównuje ona jednak ani smakiem, ani zapachem grzybom zebranym w lesie.Uprawa grzybów mikoryzowych nie udaje się z jeszcze jednego powodu. Grzybnia może rosnąć pod ziemią wiele lat, do wytworzenia owocnika potrzebny jest bodziec przesyłany przez roślinę - gospodarza. Naukowcy nadal nie wiedzą, jaka substancja pełni tę funkcję. Wyjątkiem jest kurka, której poprawna nazwa botaniczna brzmi pieprznik jadalny (Cantharellus cibarius). Nie jest typowym grzybem mikoryzowym, gdyż w pewnych warunkach staje się saprofitem, co sprawia, że udaje się ją uprawiać podobnie jak pieczarki. Niestety, jej uprawa jest mało opłacalna, co więcej plonuje bardzo nieregularnie. "W koalicji z grzybami" / Ewa Nieckuła WIEDZA I żYCIE |
