Грибы часто ассоциируются с колдовством и являются предметом стародавних суеверий. В германском фольклоре существуют истории о ведьминых кругах из грибов, где танцуют колдуньи, а французская сказка остерегает путников от искушения зайти в подобные «чародейские круги», потому что глупцы, которые окажутся внутри, будут прокляты огромными жабами с выпученными глазищами. Такие образы возникли под впечатлением от ядовитых грибов, которые могут воздействовать на человеческое сознание и изменять его. Отсюда же и рассказы о кругах из поганок, возникающих будто из ниоткуда за одну ночь.

Принимая во внимание колдовскую репутацию грибов, современному ученому опасно — если он хочет сохранить свое доброе имя — заявлять, что они могут обладать сознанием. Однако за последние годы большое количество экспериментов показало, что грибы проявляют индивидуальность, принимают решения, способны учиться и обладают краткосрочной памятью. Эти открытия демонстрируют невероятную для таких «простых» организмов чувствительность и заставляют пересмотреть взгляды на человеческий разум, который является лишь одним из вариантов среди многообразия различных типов сознания, существующих в природе.

Прежде чем мы обратимся к доказательствам наличия у грибов разума, нужно определиться с неоднозначной терминологией когнитивных наук. Сознание подразумевает знание, свидетельством которого может быть то, как организм реагирует на окружающую среду или, другими словами, чувствует ее. Уже здесь сокрыто иерархическое деление, поскольку любое живое существо  способно чувствовать, тогда как осознавать процесс может лишь небольшая группа видов. До недавнего времени большинство ученых признавали наличие сознания только у животных с большим мозгом. Другие такой чести не удостаивались. Как отмечает когнитивный психолог Артур Ребер, невозможно выявить критический порог знаний, который отделял бы животных, наделенных сознанием, от тех, которые сознания лишены. Этой дилеммы можно избежать, если согласиться с утверждением, что самые разные организмы — от приматов до простейших амеб — обладают сознанием. Правда, это не означает, что все они ведут эмоционально насыщенную жизнь или способны мыслить, хотя, кажется, с грибами, все действительно так когда-то и обстояло. 

Так что же такое грибы? Оказывается, на данный вопрос нет простого ответа. Плодовое тело ― это лишь репродуктивный орган гриба, а его основная часть скрыта под землей в виде микроскопических нитей, называемых гифами. Они ветвятся и формируют мицелий ― вегетативное тело гриба. Эта грибница расширяется во все стороны в почве и под слоем опавших листьев, где она поглощает воду и получает питательные вещества из корней деревьев и тел мертвых насекомых и животных. Гифа выглядит как расширяющаяся к концу трубка. Она наполнена жидкостью, которая находится под давлением. Вещества, благодаря которым гифа может растягиваться на значительную длину, хранятся в маленьких органеллах, называемых везикулами. Эти клеточные элементы движутся внутри гифы как по рельсам, направляемые белками, которые выполняют роль моторчиков. Скорость и направление роста гиф, а также расположение их ветвей определяются особенностями доставки везикул. Такой механизм роста ежесекундно реагирует на изменения температуры, наличие или отсутствие воды и другие факторы окружающей среды.

Гифы могут выявлять неровные участки поверхности, огибать препятствия и, при получении повреждений, быстро их латать. Это происходит благодаря работе множества белковых биосенсоров и сигнальных путей, которые оповещают клетку о внешнем физическом или химическом воздействии на нее. Электрическая активность клетки также чувствительна к изменениям в окружающей среде. Колебания напряжения на мембране гифы напоминают нервные импульсы у животных, но их функция у грибов плохо изучена. Гифы также реагируют на ограничения в движении: изменяют скорость своего роста, сужаются и реже ветвятся. Гриб приспосабливается к типу почвы и строению тканей растений или животных по мере того, как движется вперед и добывает себе пищу. Мышление гриба не похоже на мышление животных, обладающих мозгом, но основополагающие принципы, которые позволяют гифе обрабатывать информацию, здесь те же, что и у людей.

Понятия «сознание» и «разум» зачастую ассоциируются у нас с такими словами как «воля» или «намерение». То есть, индивид принимает некое решение, а затем претворяет его в жизнь. Неважно, есть ли у людей свобода воли или нет, главное, нам кажется, что мы делаем именно то, что хотим. Допустим, девушка выпила всю чашку кофе, а вот ее подруга решила выпить лишь половину, что и сделала. Грибы же выказывают более простые проявления индивидуализма в поведении. Хорошим примером могут послужить особенности формирования ветвей у гиф. Каждой молодой колонии грибов присуща своя особая форма, потому что гифы ветвятся не по единому для всех расписанию и шаблону, а так, как им заблагорассудится. И дело не в генетических различиях, потому что даже у клонов родительского гриба все равно получаются колонии уникальной формы. И, хотя их окончательный облик весьма предсказуем, сложное строение отдельно взятой грибной колонии обычно нельзя повторить. Мицелии как снежинки:в целой вселенной не сыщется двух одинаковых.

Грибы также демонстрируют способности к обучению и запоминанию информации. При работе с грибами, которые росли на луговой почве, немецкие микологи изучили влияние температурных колебаний на рост мицелия. При быстром нагревании в течение нескольких часов рост грибницы прекращался. При снижении температуры рост возобновлялся, и мицелий начинал образовывать небольшие островки колоний поверх своего первоначального слоя.

Другой образец мицелия сначала подвергали легкому изменению температуры, а затем температурный режим резко меняли. У колоний, на которые воздействовали подобным образом, рост после сильного стресса возобновлялся крайне быстро, и они продолжали спокойно увеличиваться в размерах, а не восстанавливаться островками в виде небольших колоний. Результаты исследования позволяют предположить, что у грибов выработались некие защитные механизмы, которые позволили им легко справиться с более сильным стрессом. Биохимическая память о произошедшем сохранялась у грибов в течение 24 часов после легкого температурного шока, но вскоре они всё забывали и вели себя после нового повышения температуры так, как будто ничему не научились.

Одноклеточные грибы под названием Saccharomyces cerevisiae (проще говоря, пекарские и пивные дрожжи) также демонстрируют признаки обладания клеточной памятью. Посыпанные солью дрожжи в дальнейшем легче переносят иные виды химического воздействия. 

Другие микроорганизмы способны запоминать происходившее с ними, но мицеллярные грибы особенно интересны, потому что мицелий может занимать огромную площадь и передавать информацию посредством гиф на большие расстояния. А это совсем не похоже на обучение и запоминание у одноклеточных грибов. У перерабатывающих древесину грибов-сапротрофов процесс передачи информации происходит, когда они ищут под опавшими листьями мертвые или поврежденные деревья, упавшие ветви или иные источники пищи. После того как одна из частей мицелия находит какую-нибудь деревяшку, получаемые из нее питательные вещества распределяются по всей колонии, которая, в свою очередь, начинает более активно разрастаться именно на этом участке леса. Мицелий — это не разрозненная сеть гиф, а скорее полноценный многоклеточный организм.

Когда ученые изучили передачу гифами питательных веществ в лаборатории, их ждали новые удивительные открытия. Исследователи положили в ящик с землей кусок дерева и стали наблюдать, как с ним будут взаимодействовать гифы. Грибные нити проникли в структуру дерева, выделяя при этом ферменты и сахара. Первые разрушили связи в полимерах древесины, а вторые ускорили метаболизм гриба. Когда питательные вещества в деревяшке истощились, гифы расползлись во все стороны в поисках нового источника пищи. Тогда и стало очевидно, что грибы осознают свои действия. Обнаружив второй кусок дерева в новом ящике с землей, мицелий начал наползать на него с той же стороны, что и в первом эксперименте. Он запомнил, что нашел еду, когда приближался именно с этой стороны, и хотел заполучить ее таким же образом. Подобные опыты доказали наличие у грибов пространственного мышления, памяти и разума. Можно утверждать, что перед нами организмы, которые обладают сознанием.

Простые формы обучения и запоминания многие годы изучались на слизевиках. Слизевики не относятся к царству грибов, зато приходятся родственниками звезде школьного кабинета биологии — амебе. Они формируют яркие желтые колонии — плазмодии, и питаются бактериями, которые живут в гнилой древесине. При достаточной влажности эти склизкие существа могут покрыть собой целый пень. В лабораторных условиях слизевиков можно вырастить на субстрате из овсяных хлопьев. Выглядит это следующим образом: плазмодий ползет от одного овсяного кусочка к другому, при этом он поддерживает жизнь во всем организме слизевика с помощью сети пульсирующих жидкостью нитей. В эксперименте 2010 года слизевика поместили в центр круга из овсяных хлопьев, которые были размещены в точном соответствии с расположением городов вокруг столицы Японии. В итоге плазмодий соединил хлопья между собой так, что получилась схема, поразительным образом напоминавшая карту железнодорожных линий вокруг Токио. Стремление слизевика сократить себе путь до следующего лакомого кусочка привело к тем же результатам, что и работа человеческих архитекторов, которые спроектировали данную транспортную сеть. 

Поведение грибов усложняется, когда они взаимодействуют не с трухлявыми пнями, а с живыми деревьями и кустарниками. Некоторые из таких взаимоотношений разрушительны, другие, напротив, приносят пользу обеим сторонам. Патогенные грибы крайне изобретательны в способах паразитирования на растениях и умело обходят их защитные механизмы. Микоризные грибы более склонны к сотрудничеству. Они проникают в корни деревьев и устанавливают с ними тесную связь, в результате которой грибы снабжают деревья водой и минеральными элементами в обмен на продукты фотосинтеза. Мицелий микоризного гриба выступает в качестве вспомогательной корневой системы дерева, покрывая нитевидными гифами бóльшую территорию, нежели растение способно охватить своими корнями.

Такой сложный симбиоз (его еще называют микоризой) основан на постоянном общении гриба и растения с помощью химических сигналов. Микориза поддерживает работу всей экосистемы, поэтому некоторые любители грибов представляют себе леса в виде суперорганизмов, которые пронизаны«древесной паутиной» грибов. Занятная мысль, но не стоит проводить параллели с интернетом. Во-первых, это принижает заслуги грибов. В отличие от интернета, они сами порождают информацию путем активного взаимодействия с растениями. Во-вторых, компьютерную метафору придумали те, кто приписывает грибам сверхъестественные свойства, а ведь это одна из причин, почему изучение поведения грибов ошибочно не считается «настоящей» научной деятельностью. Если специалист по дрозофилам скажет коллеге-биологу, что он изучает поведение насекомых, то это не вызовет насмешек, но стоит только кому-нибудь заикнуться об изучении сознания грибов, и на него тут же посмотрят как на умалишенного.

Сознание грибов, конечно же, устроено очень просто. Однако это вполне согласуется с тем, что человеческий разум, при всей своей уникальности, в работе клеточных механизмов ничем не отличается от остальных. Микологов очень интересуют эксперименты, которые нацелены на изучение сознания грибов, поскольку такие опыты позволяют расширить исследовательское поле. При изучении поведения животных этологи обходятся без фиксации данных об их мышечной активности на клеточном уровне. Так и микологи могут многое узнать о грибах при простом наблюдении за ними. А эти удивительные организмы заслуживают нашего пристального внимания, поскольку имеют огромное значение для экологии и сохранении устойчивости биосферы. 

По материалам Psyche
Автор: Николас Мани
Фото: Philippe Clement/Getty

Переводила: Елизавета Яковлева
Редактировали: Фёдор Каузов, Екатерина Кузнецова