Кошмар средневековья: описание порядока спорыньевые

В современной микологии ученые выделяют как один из отрядов порядок спорыньевые, или же клавицепсовые грибы. Порядок клавицепсовые — крайне интересная разновидность представителей грибного царства.

Попытки систематизировать мир природы велись учеными еще с античности, но основателем легшего в основу современной систематики восьми рангового деления аксонометрических единиц стал шведский естествоиспытатель и натуралист Карл Линней. Данная классификация раскрывает идею об общности живых организмов на земле, от крупных единиц (в случае с грибами — царство) до самых мелких. За весь период изучения грибов, которые являются наиболее сложным для классификации видом, их принадлежность к тому или иному царству несколько раз менялась. Линней отнес изначально грибы к растениям, но последующие исследования показали, что эти организмы существенно отличаются от прочих представителей земной флоры. Так грибам было выделено в биологии отдельное сообщество.

Описание порядка спорыньевые

Грибы этого порядка раньше объединяли с грибами порядка гипорейные, но сейчас микологи разделяют их из-за того, что их перитеции созревают и развиваются по-разному. Эти живые организмы являются организмами-паразитами. Их споры, мелкие семена, переносятся ветром, оседая и прорастая на всем, что грибы могут использовать как благоприятную питательную среду. Чаще всего поселяются они на растениях, вызывая у последних различные заболевания, истощая и разрушая постепенно свою среду обитания, представленную организмом носителя.

Внешне представители этой группы могут существенно отличаться друг от друга. Их перитеции, плодовые тела, в которых заключены споры, бывают разной формы и окраски. Обычно споры у клавицепсовых при созревании выходят из плодового тела поочередно, одна за другой. Плодовые тела зреют и развиваются в стромах — плотных «узлах», которые гифы образуют в мицелии. Длина стром может варьироваться от 1,5 до 200 мм. У большинства видов стромы хорошо развиты, лишь у некоторых грибов, включенных в этот порядок (торрубиэллы или барии лишайниковой, к примеру), строма слабо развита и рыхлая по своей структуре или же отсутствует вовсе.

Грибы этого порядка прекрасно приспособлены к воздействию низких температур, что позволяет им перезимовать и прорасти на следующий год. При этом период летней активности у них очень короткий, только 2-3 месяца. Чаще всего виды, представленные порядком спорыньевых, предпочитают паразитировать на живых растениях, но некоторые прорастают сквозь мумифицированные высохшие ткани растения-носителя.

 

Разновидности клавицепсовых грибов

Спорыньевые грибы можно разделить на группы в зависимости от среды обитания.

Большая часть родов этого порядка предпочитает паразитировать на однодольных цветковых растениях (преимущественно злаковых и осоковых). Они, как правило, развиваются только на определенной части пораженного растения — завязи, соцветии или стебле. После заражений грибом соцветие чернеет и приобретает словно бы обугленный вид. За это данные паразитические грибы еще называют головневыми (от слова «головня»).

Грибы второй группы паразитируют на живых организмах — насекомых, членистоногих или паукообразных. Эти крупные грибы рода кордицепс «охотятся» на своих жертв, выстреливая в них спорами. Споры, выброшенные паразитом, могут преодолевать расстояние до 1 м. Гриб заполняет тело носителя плотным слоем мицелия, и из него уже прорастают стромы для дальнейшего размножения. Зараженное насекомое разносит споры гриба, прорастающего в нем, и передает его другим представителям своего вида. Например, живущий на территории Китая кордицепс китайский специализируется на личинках бабочек семейства тонкопрядов. Его стромы, цилиндрические, черного цвета, прорастают из головы насекомого и достигают в длину от 4 до 7 см.

Некоторые виды насекомых, например, щитовки, предпочитают вступать в некоторое подобие симбиотических отношений с поразившим их грибом септобазидиумом. Септобазидиум разрушает тело насекомого очень постепенно, а пораженная щитовка получает укрытие от хищников. Правда, размножаться она уже не сможет. Часть насекомых погибает, но большее их количество мирно сосуществует с паразитом. А Cordiceps militaris, живущий на личинках и куколках бабочек, «настигает» своих жертв в зимний период во время их зимовки в почве.

И третья, самая малочисленная группа селится на грибах других порядков и питается их клетками, разрушая тело гриба-носителя. К примеру, кордицепс офиоглоссовидный селится исключительно на оленьем трюфеле, прорастая сквозь подземную часть плодового тела последнего. Стромы офиоглоссовидного кордицепса развиваются только в течение лета и осени, вырастая до 4 см в длину. Мицелий темно-желтого цвета оплетает подземную часть оленьего трюфеля. Ареал обитания этого гриба-паразита полностью совпадает с ареалом носителя.

 

Вред спорыньи в былые времена

Одна из разновидностей клавицепсовых грибов, спорынья, была известна еще в Средневековье и пользовалась дурной славой. Спорынья (ее еще называют «маточные рожки») паразитирует чаще всего на злаковых, например ржи или пшенице. Самый распространенный вид — claviceps purpurea, спорынья пурпурная. Обитает она почти повсеместно не территории Европы, Азии, Северной Америке. Позднее была обнаружена даже на некоторых территориях Южной Америки.

Когда споры этого гриба попадают на колос, они мгновенно прорастают, и в дальнейшем вместо зерна на растении развивается грибной мицелий. При созревании гриб выделяет сладковатый сок, который привлекает насекомых, а те разносят мицелий на другие колосья. Созревшие нити мицелия, гифы, срастаются вместе и образуют нарост на колоске в виде небольшого черного рожка (отсюда второе название спорыньи). Спорынья поражает растения в период их цветения. Таким образом, если лето было дождливым и прохладным и период цветения затянулся, риск заражения урожая особенно велик.

Если мельник был невнимателен и хотя бы небольшое количество гифов спорыньи попало в зерна, заготовленные для обмолачивания, вся мука будет несъедобной. Спорынья содержит алкалоиды, ядовитые для человека, ее употребление в пищу вызывает отравления. В средневековой Европе их называли «Антониевым огнем» или «ведьмиными корчами». Отравление ядом спорыньи может вызвать различные последствия: от нарушения функций желудочно-кишечного тракта до глухоты, нервных расстройств и летального исхода. Нервные и психические расстройства вызывают производные лизергиновой кислоты, содержащейся в составе этого гриба.

Отравления напрямую не связывали с употреблением грибов-паразитов, поскольку открыты учеными эти грибы были только в 1863 году. Но болезнь, поражавшая злаки, крестьянам была хорошо известна, хотя научное свое название, клавицепсотоксикоз, получила уже в самом конце XIX столетия. Последний случай массового отравления спорыньей был зафиксирован во Франции в 1951 году в поселке Понт-Сен-Эспри. Пострадали около 300 человек, 5 случаев отравления закончились летальным исходом.

 

Отравления у животных

Случаи клавицепсотоксикоза были замечены также и у домашних животных. Связано это с поеданием животными сена из растений, зараженных другим видом гриба-паразита — Claviceps paspali, клавицепса паспалума. У домашнего скота от такой пищи могли начаться судороги, воспаления, нарушение координации в пространстве, в особо тяжелых случаях наступала смерть. Но этот вид спорыньи плохо переносит низкие температуры, и в наших широтах встречается в Грузии и на территории Азербайджана, на Каспийском побережье.

Заражение спорыньей не влияет на количество урожая, весь ее вредоносный эффект заключается в содержании большого количества токсических веществ. Но в условиях современной обработки сельскохозяйственных культур риск массовых отравлений сведен к минимуму.

 

Эпихлое рогозовидная

Наиболее известна среди рода эпихлое. Является одним из бичей сельского хозяйства, наносит урон в основном отраслям, занимающимся кормовыми культурами и их семенами. Этот гриб-паразит избрал средой своего обитания многолетние злаковые культуры и является возбудителем так называемой «чехловидной болезни», поражающей соцветие злака. В отличие от спорыньи, которая практически не влияет на жизненные циклы растения-носителя, стромы эпихлое образуют плотный чехол на соцветии, который постепенно удушает больное растение, не дает ему возможности колоситься. Однако если спора попадает на чешуйки соцветия, сквозь которые прорасти не способна, заражение не происходит.

На ранней стадии строма эпихлое имеет белесый оттенок, зрелая она желто-коричневого цвета. Созревшая строма выбрасывает споры и вследствие этого заражает другие растения. Патоген гриба сохраняется и на растительных остатках погибших злаков.

Некоторые злаки (овсяница, мятлик) могут при заражении сохранить способность к цветению. В этом случае гифы гриба проникают внутрь завязи и формирующееся зерно оказывается инфицированным. Таким образом, гриб распространяется вместе с зерном зараженного растения.

Интенсивный выпас скота на тех территориях, где поселился гриб эпихлое рогозовидная, помогает паразиту распространяться. Для животных зараженные травы безвредны, однако тем отраслям сельского хозяйства, в которых злаковые выращивают на семена, эпихлое наносят огромный ущерб.

 

Распространение спорыньевых

Грибы, входящие в порядок спорыньевых, встречаются практически повсеместно. Они хорошо переносят влияние низких температур. У пурпурной спорыньи, например, зимовка «в полевых условиях» является неотъемлемой частью жизненного цикла созревания спор. Но и повышенная температура и влажность не становится для них серьезным препятствием. Те грибы, которые паразитируют на растительных культурах, встречаются везде, где в изобилии произрастают злаковые. Живут они на территории России, практически всей Европы, за исключением Скандинавии и Крайнего Севера, в Северной и Южной Америке. Отдельные виды гриба обитают только в Китае и Японии, другие встречаются в некоторых областях Австралии, в северной части Африки и даже в тропиках, где грибы селятся на стеблях бамбука.

Среди тропических видов можно назвать такие виды, как Myconialus bambusinus, микомалюс бамбуковый — крупный гриб 4-5 см в диаметре, имеющий круглую форму и чем-то похожий на яблоко, что отражается в его латинском названии (дословно malum — «яблоко»), или Ascopolyporus polychrous — аскополипорус разноцветный. Этот последний может достигать в диаметре 7 см и внешне немного напоминает трутовик из-за перитеций, располагающихся в нижней части плодового тела и придающих ему вид клубневидной пористой губки.

 

Спорыньевые и их использование в медицине

Несмотря на свою мрачную известность, эти грибы применяли для остановки кровотечений и как тонизирующее средство при сложных родах. Алкалоиды в составе гриба, воздействуя на нервную систему, побуждали матку к сокращению.

Даже сейчас вид спорыньи, произрастающей на колосьях ржи, используется в фармакологии для лечения некоторых заболеваний нервной системы.

Сам гриб в чистом виде в фармакологии не используется, так как содержание в нем алкалоидов не всегда стабильно, а вот действующие вещества из него синтезируются и присутствуют в ряде препаратов различного спектра действия.

Алкалоиды спорыньевых делятся на три типа:

• эрготаминовые алкалоиды;
• эрготоксиновые вещества;
• эргобазиновые алкалоиды.

Первые два типа являются водонерастворимыми. Эргобазин и эргобазинин, алкалоиды третьего типа, растворяются в воде.

Ряд эргоалкалоидов, содержащихся в спорынье, при проведении щелочного гидролиза дает сложное органическое соединение, а именно лизергин. Это вещество было синтезировано в 1954 году американским ученым Робертом Бернсом Вудвордом, специалистом в области органической химии. Действие лизергиновой кислоты на порядок слабее, нежели у эргоалкалоидов в их природном виде. Однако, попадая в организм, лизергиновая кислота вступает в реакцию с естественным гормоном — серотонином, регулирующим работу центральной нервной системы. Благодаря этой реакции лизергин оказывает сильный психоделический эффект. Сначала кислоту пытались использовать при лечении ряда нервных расстройств, но после произошедшей в 60-е годы в США «психоделической революции», сопровождавшейся неконтролируемым приемом этого вещества в качестве наркотика, была выявлена масса негативных побочных эффектов лизергина, и в большинстве стран мира это вещество оказалось под запретом.

Вырастающий на растениях склероций спорыньи, в частности, широко используют в гомеопатии. Там он фигурирует под названием Secale comutum. Применяют при самых разных заболеваниях: мигрени, диарее, повышенном кровяном давлении, в лечении последствий сотрясения головного мозга. В антигомотоксических препаратах дозы активного вещества, которое содержит гриб, при этом крайне малы (концентрированный алкалоид разводится водой в пропорции от 1:10 до 1:60, где меньшее число — количество препарата, в зависимости от показаний, при которых вещество используют). Народная медицина тоже больше не предполагает использования спорыньи, не подвергавшейся фармакологической обработке, потому что слишком велик риск отравления.

Для получения алкалоидов в фармакологической промышленности могут использоваться три метода:

1. Использование природного материала (склероциев, выращенных на растениях в естественных условиях).
2. Биосинтез алкалоидов спорыньи.
3. Искусственный синтез, полный или частичный (по аналогии с антибиотиками).

Третий способ экономически является очень дорогостоящим, а потому невыгодным. Чаще всего используется грибная культура, выведенная на ржи или других злаках. В начале XX века спорынью собирали на пораженных полях. Сегодня ученые выращивают эти грибы в тепличных условиях. При этом проводится тщательная селекция спорыньевых с целью повышения количества содержащихся в их составе эргоалкалоидов.

Применение спорыньи для самостоятельного лечения категорически не допускается. В дозах, превышающих необходимые, действующее вещество этого гриба может вызвать массу осложнений, а в случае сильной передозировки привести к летальному исходу.