Грибы известны людям с доисторических времён, прежде всего как один из продуктов питания. Они упоминаются в работах древнегреческих учёных Теофраста (IV в. До н.э.), Плиния Старшего (I в. до н.э.), где описываются не только съедобные грибы, а также те, которые росли на древесине.
В начале XVI века были переизданы труды античных натуралистов, а в скором времени появились и оригинальные исследования. Первым учёным этой эпохи, который опубликовал результаты собственных наблюдений над грибами, был фламандский ботаник Ремберт Доденс (1517–1585).
Травник Доденса приобрёл мировую славу. Его использовали как главный европейский ботанический справочник в течение двух столетий. Ещё при жизни автора его работа была переведена на французский и латинский языки, напечатана типографским способом и по тиражу стала второй книгой после Библии!
Основателем настоящего научного подхода к изучению грибов стал младший современник Р. Доденса, итальянский натуралист Пьер Андреа Чезальпино (1524–1603), известный также как Петр Цезальпин. В 1583 г. он издал книгу под названием «Книга (знаний) о растениях в XVI веке», в которой впервые указал на своеобразие грибов и особое место, которое они занимают в природе.
Среди учёных XVI века наибольший вклад в становление микологии сделал французский ботаник Шарль де ля Клюз (1526–1609), более известный как Карл Клузиус.
В 1601 году он опубликовал книгу «История редких растений...», которая впоследствии получила название «Кодекс Клузиуса». Это была первая научная работа, целиком посвящённая грибам! В книге описано 47 «родов» и 105 «видов» грибов, приведены описания и довольно точные иллюстрации, в частности цветные.
Через шесть десятилетий после первой публикации «Кодекса Клузиуса» в истории микологии произошло ещё одно знаменательное событие. Известный изобретатель микроскопа, английский естествоиспытатель Роберт Гук (1635–1703) впервые описал микроскопические грибы.
В книге «Micrographia» (1664) он поместил рисунок «голубой плесени» (возможно, Aspergillus), а также «ржавчину розы» (ржавчинный гриб Phragmidium). Однако Р. Гук ограничился лишь поверхностным описанием обнаруженных им структур и не дал им никакой научной трактовки.
Наибольшей загадкой было размножение грибов. Немецкий «Травник» конца XVI веке утверждал: «Грибы называются детьми богов, потому что они рождаются без семян, не так, как все остальные».
А член Французского ботанического общества С. Вайян сказал на заседании в 1718 году: «Грибы – это дьявольское творение, которое нарушает гармонию природы. Это проклятое поколение создано только для того, чтобы смущать самых талантливых исследователей и доводить до отчаяния молодых ботаников».
Впрочем, прошло всего 10 лет после легендарного выступления, и завеса тайны размножения грибов была приоткрыта. Это сделал итальянский учёный Пьетро Антонио Микели (1679–1737).
Случайно оставив шляпку гриба на чистом листе бумаги, П.А. Микели обнаружил, что через некоторое время на нём появился геометрически правильный узор, который состоял из мельчайших «пылинок».
Этот удивительный узор полностью повторял расположения пластинок на нижней поверхности шляпки и, следовательно, был образован чем-то, что упало на бумагу из этих пластинок. Исследуя «пылинки» под микроскопом, П.А. Микели выяснил, что, попав в воду, они прорастают!
В то время, когда П.А. Микели проводил свои исследования, выдающийся шведский ботаник, основатель систематики Карл Линней (1707–1778) работал над знаменитой книгой «Система природы».
Не занимаясь специализированными исследованиями грибов, К. Линней долго колебался относительно их систематического положения. «Fungorum ordo chaos est – «порядок грибов есть хаос», писал он в одной из своих ранних работ. Сначала он видел в грибах признаки минералов и кораллов.
Лишь после того, как П.А. Микели обнаружил у грибов «семена», К. Линней склонился к тому, чтобы признать их растениями.
К концу XVIII в. накопилось достаточное количество фактов о том, что грибы занимают особое место в системе живой природы. В 1795 году Французский натуралист Жан-Жак Поле (1740–1826) впервые использовал для наименования науки о грибах название микология.
Эти новаторские идеи не получили широкой известности, однако нашли последователей. В 1816 г. выдающийся немецкий миколог Ганс Христиан Неес фон Езенбек (1776–1858) впервые предложил создать Regnum Mycetoideum – царство Грибы.
Первым микологом-энциклопедистом XIX века, собственно говоря, основателем систематики грибов стал Христиан Генрих Персон (1761–1836), французский учёный голландского происхождения.
Затмил славу Х.Г. Персона его современник, шведский миколог Элиас Магнус Фрис (1794–1878). В 3-томной монографии «Systema Mycologicum» – книге, которой до сих пор (!), время от времени, пользуется практически каждый миколог, – Фрис опубликовал свою первую систему грибов.
Согласно образному выражению российского миколога Л.И. Курсанова, «Персона и Фриса можно назвать своего рода "коллективным Линнеем микологии"».
Деятельность Х.Г. Персона и Э.М. Фриса способствовала популяризации микологии. Под их влиянием, а часто – и при непосредственной помощи этих учёных во многих странах Европы начали зарождаться собственные микологические школы.
Эти события не обошли и Украину. Вскоре появились работы и собственно украинских учёных – Василия Матвеевича Черняева (1794–1871) из Харьковского университета и Ильи Григорьевича Борщева (1833–1878), который работал в Киевском университете.
Исследования грибов в ХХ веке прежде всего стали экспериментальными, хотя значимость гербарного дела тоже не стоит недооценивать.
Классическим микологом, работавшим в Украине на рубеже веков, был харьковский учёный Андрей Александрович Потебня (1870–1919), сын известного филолога Александра Афанасьевича Потебни, чьё имя носит Институт языкознания НАН Украины.
Андрей Потебня опубликовал немало ценных работ. Среди них следует отметить следующие работы: «Fungiim perfecti Южной России» (1900), «Микологические очерки I. Движение плазмы в грифах грибов. II. Микромицеты Курской и Харьковской губерний» (1907), «Материалы к микологической флоре Курской и Харьковской губерний» (1910), «Грибные симбионты» (1912) и другие.
Наиболее характерной чертой работ А.А. Потебни было экспериментальное установление генетических связей между различными формами грибов путём изучения их развития. Одним из первых он установил филогенетический связь между половыми и бесполыми формами грибов. Это было революционно, ведь даже гуру микологии конца XIX века немецкий учёный Оскар Брефельд (1839–1925) отказавшись признать наличие полового процесса у грибов, считал аски и базидии обычным бесполым спороношением, вроде конидий.
Более совершенной, нежели предложенная ещё одним авторитетом микологической науки – профессором Падуанского университета Андреа Саккардо (1845–1920), была и классификация грибов А.А. Потебни.
Его ученик Тимофей Данилович Страхов (1890–1960) за почти 40 летний период научной деятельности создал новое направление в фитопатологии – экспериментальное изучение больного растения во всех взаимосвязях с возбудителем заболевания и средой; сформулировал теорию иммунитета растений.
Это существенно углубляло тогдашние представления о фитопатологии паразитических грибов, созданные французским учёным Луи Тюланом (1815–1885) и немецким исследователем Антоном де Бари (1831–1888).
Харьковская микологическая школа является старейшей в Украине. В Киеве микология начала формироваться в университете с 1870 года при И.Г. Борщеве с исследований по фитопатологии. Так, тщательное изучение Сергеем Гавриловичем Навашиным (1857–1930) гиф фитопатогенного гриба Sclerotinia в завязи берёзы привело к открытию двойного оплодотворения у растений.
Весомость периода работы Навашина в Киевском университете также проявилась в результатах изучения паразитических грибов – индукторов опухолеобразования у растений. Поиск возбудителей опухолей привёл Навашина к работе над капустной килой, найденной за 20 лет до того российским учёным Михаилом Степановичем Ворониным (1838–1903).
К грибам принадлежит подавляющее большинство паразитов растений. Задача заключается не столько в уничтожении этих паразитов, сколько в предотвращении их распространения.
«Только тогда, когда число полноизученных паразитов будет считаться не десятками, а сотнями, наступит время выводов и обобщений, цель которых – создать историю паразитизма, т.е. выяснить происхождение этих интересных и загадочных существ». Стоит помнить эти слова Навашина в настоящее время ускоренной разработки и нерационального применения биоцидов.
Эстафету в изучении грибов Киевский университет передал Институту ботаники им. Н.Г.Холодного НАН Украины, основанному в Киеве в 1921 году. Этот институт стал не только ведущим ботаническим учреждением, но и развил специализацию «микология». Это позволило собрать Национальную коллекцию культур шляпочных грибов (IBK) и ведущих научных микологов.
Наставником микологов института был специалист по фитотрофным грибам, составитель их коллекции Морочковский Семен Филимонович (1897–1962). С 1939 года по 1962 год он возглавлял отдел микологии Института ботаники и непродолжительное время – существующую с 1944 года кафедру фитопатологии КНУ имени Тараса Шевченко. Его достижением было также пятитомное издание «Определитель грибов Украины».
Дело своего учителя Морочковского продолжила Дудка Ирина Александровна (1934–2017). Её многочисленные работы посвящены экологии водных грибов Украины, методам их изучения и систематики, микотоксикозам рыб, подготовке изданий «Красная книга Украины», курса «Экология грибов» для студентов КНУ имени Тараса Шевченко.
В 1970-х – начале 1980-х годов отдел микологии занимался разработками в новой для Украины отрасли – промышленном культивирования грибов. Достижения отдела микологии внедрялись в практику на базе грибоводческих колхозов и лесхозов, которые на территории Украины в те годы только зарождались.
При непосредственном участии И.А. Дудки были получены и запатентованы высокопроизводительные отечественные штаммы шампиньона двухспорового и вешенки обыкновенной, разработаны оригинальные безотходные технологии глубинного и поверхностного культивирования съедобных грибов на отходах сельского и лесного хозяйства, пищевой и перерабатывающей промышленности.
Современная Украина может гордиться собственными технологиями, которыми интересуются во всём мире.
Интеллектуальный потенциал микологов Института ботаники оценили во всём мире, приглашая к сотрудничеству. Следует вспомнить хотя бы одного из современных представителей украинской микологической школы Вассера Семена Павловича (род. 1946). В 1994 году Вассер получил приглашение в Израиль, где он возглавил Международный центр биоразнообразия и биотехнологии споровых растений и грибов (Biodiversity and Biotechnology Center of Cryptogamic Plants and Fungi, BCCPF).
Научной сенсацией стало его открытие в Мёртвом море около 70 видов микроскопических форм высших грибов и оомицетов. Это блестящий результат заинтересованности и тщательности учёных. Ведущее направление работ Вассера ныне – лечебные свойства грибов.
Одним из основателей экспериментальной микологии в Украине был Николай Макарович Пидопличко (1904–1975), который создал в 1934 году отдел экспериментальной микологии в Институте микробиологии и вирусологии имени Д.К. Заболотного НАН Украины.
Он и его ученики установили причины неизвестной болезни лошадей, которую вызывал токсин гриба стахиботрис в результате использования соломы, поражённой токсической формой гриба. Они также получили из гриба один из первых антимикробных препаратов – микроцид.
Ближайшим соратником и помощником Пидопличко была Вера Иосифовна Билай (1908–1994), которая продолжила изучение грибов, образующих токсины, которые повреждают пищевые и кормовые продукты, чем вызывают заболевания человека и животных, в частности фузариотоксикоз, а также приводят к разрушению промышленных материалов.
Среди достижений В.И. Билай нельзя не упомянуть препарат Микроцид. Широкий спектр болезнетворных бактерий за короткое время погибал под действием препарата даже при большом разведении. Медики просили его «для испытания» при гнойных ранах, ожогах, язвах, инфицированных обморожениях, абсцессах, фурункулах и трофических язвах.
Хорошие результаты радовали пациентов и вдохновляли врачей применять препарат в виде полосканий при гнойных и воспалительных заболеваниях горла, полости носа, стоматитах, гингивитах, ангинах. Врачи видели высокую эффективность препарата и при этом не наблюдали вредных побочных реакций, присущих антибиотикам.
Оказалось, что антибактериальная активность Микроцида обусловлена веществами, которые образуются в процессе ферментативного окисления глюкозы при культивировании гриба Penicillium vitale Pidoplichko et Bilai, а именно перекись водорода и d-лактон глюконовой кислоты.
В современных условиях распространения антибиотикорезистентности и потери из-за этого значительного количества ведущих лечебных препаратов обязательно произойдёт второе рождение Микроцида.
Исследования по физиологии и систематике микромицетов значительно расширились, когда отдел возглавила Жданова Нелли Николаевна (род. 1932) – специалист по экстремальной экологии микроскопических грибов.
Мониторинг микробиоты почвы зоны ЧАЭС способствовал открытию явления радиотропизма – направленного роста грибов к источнику радиации. Были обнаружены грибы-деструкторы «горячих» частиц и реакторного графита, грибы-индикаторы различных уровней радиационного загрязнения.
Исследование биологической функции пигмента меланина в грибной клетке, проведенные Ждановой Н.М. ещё за 20 лет до чернобыльской аварии стали ценным достоянием, а результаты – весьма актуальными. Ведь среди микроскопических грибов радиоактивно загрязнённых территорий преобладали именно темнопигментованные виды.
Впервые было начато исследование видового состава и экологической роли эндофитных грибов. Разработана концепция формирования и сосуществования ассоциаций эндофитных микромицетов со мхом, ерикоидными, травянистыми и древесными растениями на примере экосистемы сфагновых болот Полесья Украины.
Под руководством Ждановой была создана коллекция грибов-экстремофилов из высокорадиационных субстратов, продуцентов биологически активных веществ – ферментов, пигментов, токсинов, сорбентов радионуклидов и тяжёлых металлов.
На базе отдела успешно работает Испытательная лаборатория грибостойкости и микробиологических исследований технических, медицинских изделий и материалов. Она является единственной аккредитованной в Украине лабораторией, которая исследует показатели грибостойкости и уровни загрязнения микобиотой помещений, строительных материалов, полимеров, технической резины, электрического и оптического оборудования.
Наши знания о царстве грибов являются единственной возможностью договориться о совместном существовании. Не столько уничтожать, сколько предотвращать их нежелательное присутствие, использовать их лечебные и пищевые свойства, но не нарушать биоразнообразия окружающей среды – вот основы современной микологии.
За четыре века изучения грибов их практическое использование увеличилось, а загадочность не уменьшилась. Поэтому грибы продолжают ждать самых талантливых, чтобы вознаградить очередным открытием молодых микологов и микробиологов.
И.В. Домбровская, доцент кафедры микробиологии и иммунологии
Юлия Лысенко, студентка 4 курса, УНЦ «Институт биологии и медицины» Киевского национального университета имени Тараса Шевченко