Спорынья пурпурная
Этот вид микроскопических грибов предпочитает жить в поле на колосьях ржи или пшеницы. На пораженных спорыньей растениях в соцветиях бывают хорошо заметны склероции, имеющие вид рожков черно-фиолетового цвета. В таком виде гриб переживает зиму. Сердцевина склероциев состоит из пучка живых гиф, а оболочка — из толстостенных отмерших клеток. Содержимое склероциев богато сахаром (3–4 %), жироподобными веществами — липидами, органическими кислотами, пигментами, смолами и алкалоидами. При уборке урожая склероции попадают в почву, зимуя затем в ней.
В наше время спорынья причиняет небольшой вред посевам, поскольку повышение культуры земледелия (очистка семян, обработка почвы) резко снизило риск заражения этим грибом.
Практическое значение спорыньи состоит в наличии у нее (в склероциях) токсических веществ — алкалоидов. Наиболее ядовитым из них является эрготинин. Если употребить в пищу продукты из зараженного зерна, то его действие выразится судорогами, длительными спазмами гладкой мускулатуры. Это свидетельствует о специфическом влиянии алкалоидов на функции нервной системы. В ничтожно малых дозах алкалоиды не причиняют вреда, а наоборот, приобретают способности высокоэффективного лекарства. В связи с этим из склероциев спорыньи было налажено их производство. В 1943 году из алкалоидов химическим путем был синтезирован такой известный препарат, как ЛСД. Он применялся в качестве антагониста адреналина. В современной медицине алкалоиды спорыньи нашли применение в лечении сердечно-сосудистых и нервных заболеваний. Интересно отметить, что вещества сходной с алкалоидами гриба природы входили в состав ритуального лекарства древних ацтеков и индейцев Мексики, обладавшего галлюциногенными свойствами.
Наиболее экономически выгодным способом получения алкалоидов считается культура спорыньи на ржи. Разработана и внедрена в практику методика искусственного разведения гриба на этом растении. Для заражения посевов ржи применяют их обстрел спорами спорыньи из пневматических распыляющих пистолетов. Сбор склероциев осуществляют специальными машинами. Обычно их урожай составляет 50-150 кг с 1 га поля. Затем рожки спорыньи мелют в порошок, который обрабатывается для Удаления жира спиртом или эфиром. Раствор фильтруют, из него отгоняют спирт, добавляют холодной воды, в результате чего алкалоиды выпадают в осадок. Далее жидкость упаривают и извлекают тем самым уже готовые алкалоиды. Свежевыделенные алкалоиды имеют достаточно резкий запах пригорелого мяса.
В природе существуют виды низших грибов, избирающие средой свой жизнедеятельности тела различных насекомых. При этом насекомоядные грибы не признаю других источников пищи, кроме как приготовленных по особой рецептуре животных тканей. Целая система специальных ухищрений позволяет этим грибам оседлывать ползающую, летающую и прыгающую братию. Искусно доводя контакт с ними до удовлетворения собственных интересов, грибы иной раз оставляют на обозрение целые кладбища из останков жертв. Такие способности не могли обойти вниманием ученые, бьющиеся над разгадкой вопросов биологической (естественной) защиты сельскохозяйственных культур от паразитов. Благодаря этому из ряда врагов насекомых были выделены несколько групп грибов, поражающих в большом количестве и особенно эффективно, причем не только вредителей-насекомых, но и кровососущих их сотоварищей. Приручение их особого труда не составило, и успех в последующей работе с ними превзошел все ожидания. Итак, остановимся теперь на каждом отдельном виде этих грибов более подробно.
Энтомофторовые грибы
Эти грибы развиваются в природе на довольно широком круге насекомых: капустной белянке, капустной моли, различных тлях, щелкунах, трипсах, яблоневой медянице, пауках, клещах. Есть среди них и особи специального назначения, действующие исключительно только против клопов, сверчков и саранчи.
Все энтомофторовые грибы образуют внутри тела насекомого довольно слаборазвитую одноклеточную грибницу. Со временем грибница распадается на отдельные элементы различной формы и размеров. Током гемолимфы эти элементы разносятся по телу хозяина и, оседая в ряде потаенных мест, начинают свое разрушительное действие. Внутреннее содержимое организма насекомого постепенно оказывается полностью разрушенным и переваренным грибными клетками. Тело насекомого приобретает вид набитого грибной тканью мешка. Сохраняется неизменным только покров этого мешка из хитина. Считается, что смерть насекомого наступает от нарушения циркуляции гемолимфы и от выделяемых грибом продуктов жизнедеятельности — токсинов и ферментов. Продолжительность периода от прорастания спор до гибели у крупных насекомых (саранчи) занимает от 5 до 8 дней, у мелких (комары, мошки, тли) не превышает 2–3 дней.
Особенности развития энтомофторовых грибов вызывают большой интерес. Только им присущ такой характерный признак в распространении спор, как их отстрел, — причем на такое расстояние, которое порой может превысить их собственные размеры в тысячи раз. Толчок, отбрасывающий спору, образуется в результате высокого давления плазмы внутри специального спороносного образования. Массовая гибель некоторых насекомых, например саранчи, происходит в определенные часы, обычно между 15 и 17 часами пополудни. Ночью гриб приводит в порядок спороносные выступы, доводит их способность к предстоящей работе до соответствующего состояния, а обстрел из них спорами начинает рано утром, когда особи саранчи скапливаются кучами. Кроме того, что спора должна попасть на тело насекомого, ей нужно как-то закрепиться на нем прилипнуть. И здесь помогает то обстоятельство, что утром, как правило, повышена влажность от изобилия выступающей на листьях растений, траве росы.
От множества спор, отброшенных грибом, образуется плотное облачко мучнистого вида. Не ожидающие какого-либо подвоха экземпляры саранчи спокойно наблюдают как оно плавно кружит над их головами, накрывая затем их целиком. Уже через сутки насекомые будут жестоко наказаны за подобное поведение. Грибы начнут свое развитие с разжижения внутренних органов тела хозяина. При этом можно наблюдать, как у насекомого растягивается по сегментам брюшко. Затем оно разрывается и изнутри начинает вытекать жидкость с элементами грибницы. В дальнейшем эти элементы прорастают, образуя на поверхности сплошной налет грибницы в виде бархатистой щетки. На брюшной поверхности погибших насекомых вырастают корнеподобные присоски, которыми гриб прикрепляет пораженную жертву к какой-нибудь поверхности. В таком виде насекомое может храниться до следующей весны. Мумифицированное таким образом насекомое представляет своего рода мину замедленного действия для живых сородичей. Отстреливаемые от него споры продолжают вершить безнаказанную агрессию гриба и чинить, тем самым, масштабную чистку рядов саранчи.
Чтобы спора в большинстве случаев добиралась до искомого субстрата (тела), компенсируя возможные недолеты и перелеты, ей предоставлены природой уникальные способности. Так, оказываясь в неподходящем для развития гриба месте, она находит в себе самой достаточное количество энергии и сил для совершения следующей серии прыжков в окружающем пространстве в поисках восприимчивого хозяина.
При развитии некоторых видов энтомофторовых грибов сопутствующий этому инфекционный процесс у ряда насекомых протекает иначе, чем у саранчи, и не носит характера общего поражения и превращения их в заминированные спорами ловушки. Например, зеленому яблоневому клопу внедрившимся грибом позволяется довольно долго и активно двигаться. Попутно гриб щедро осыпает новые и новые участки массами спор, заставляя тем самым своего хозяина исполнять роль ходячего очага болезни.
В распространении энтомофтороза большое значение имеет поведение насекомых. Например, пораженные особи саранчи взбираются на верхушки растений или кустарников, погибая там, в характерной позе, зацепившись передними и средними лапками за стебель, всегда вверх головой. Такая позиция способствует максимальному попаданию отстреливающихся спор на находящихся в нижних ярусах растений и ползающих на почве насекомых. Кроме того, высоко расположенные споры легче разносятся во все стороны воздушными потоками.
В природе первоначальное заражение энтомофторовыми грибами происходит от спор, сохраняющихся в почве или на растительных остатках. Раз, начавшись, болезнь развивается чрезвычайно быстро с последующим образованием спороносных выростов, отстреливанием из них спор и прорастанием грибов на новых особях. Нарастание болезни идет в геометрической прогрессии. Миграция (перелеты) зараженных крылатых насекомых с последующим отстрелом спор на популяции здоровых особей является наиболее эффективным путем рассеивания заболевания.