Новое исследование, проведенное американскими учеными, позволило объяснить, каким образом грибам рода Pyronema удается процветать в местах недавних лесных пожаров. Выяснилось, что эти грибы-пирофилы научились при необходимости питаться древесным углем. Статья об этом опубликована в журнале Frontiers in Microbiology.
Как правило, когда случается лесной пожар, жизнь под землей тоже на какое-то время замирает. Для многих микроорганизмов вслед за смертью деревьев наступает их собственная гибель. Однако некоторые грибы приспособились жить прямо на местах недавних пожарищ. По словам Тома Брунса, миколога из Калифорнийского университета в Беркли, прокомментировавшего новую работу для газеты New York Times, после пожара пирофильные грибы «появляются как бы из ниоткуда», даже на тех участках, на которых пожаров не бывало десятилетиями. Споры грибов, казалось бы, не могли сохраниться, но появляются характерные ростки ярких, «огненных» оттенков — оранжевого и розового.
Микологи с кафедры биологии растений и микроорганизмов Калифорнийского университета в Беркли и кафедры почвоведения Висконсинского университета в Мадисоне выяснили, что ущерб, наносимый лесному сообществу огнем, парадоксальным образом позволяет процветать некоторым видам грибов. Это в конечном счете может влиять как на скорость восстановление экосистем, так и на количество выбросов углерода в атмосферу после лесных пожаров. Во время сильных пожаров углерод из верхних слоев почвы в больших количествах переходит в атмосферу в виде углекислого газа, в то время как часть его захоранивается в виде древесного угля или того, что ученые называют пиролизованным органическим веществом. По словам ведущего автора исследования Моники Фишер из Калифорнийского университета в Беркли, на небольших глубинах в почве обычно тоже все погибает от жара — любые живые микроорганизмы и насекомые. Но не Pyronema, которой под силу расщеплять древесный уголь, на что обычно не способны другие организмы.
Чтобы выяснить, действительно ли пиронемовые могут питаться древесным углем, авторы новой работы выращивали грибы из образцов, собранных после калифорнийских пожаров 2013 года. Грибы высаживались как на древесный уголь, так и три других источника питательных веществ для сравнения. Затем гриб окунали в жидкий азот и отправляли его на секвенирование РНК. Гриб действительно пытался поглощать уголь, о чем говорило включение связок метаболических генов, участвовавших в разрушении сложных кольцевых структур, из которых состоит древесный уголь.
Чтобы окончательно подтвердить, что гриб действительно поглощает уголь, в лаборатории вырастили саженцы сосны в атмосфере с углекислым газом, содержащим тяжелый изотоп углерода, углерод-13. Эти деревья затем помещали в специализированную печь для получения древесного угля, которым и «кормили» грибы-пирофилы. Усвоение грибом углерода-13 свидетельствовало о том, что он действительно питался древесным углем. Впрочем, несмотря на то, что пиронемовые способны питаться древесным углем, они все же предпочитают более привычные органические вещества отмерших организмов.