Ученые Сибирского отделения РАН открыли новый вид гриба-слизевика рода физарум, обладающего интеллектом и памятью

Физарум многоглавый (лат. Physarum polycephalum). Скриншот из видео True Facts Slime Molds: Educational Edition / youtube.com

Экспедиция Сибирского отделения Российской академии наук (СО РАН) по исследованию биоразнообразия на Кольском полуострове, Таймыре и в Забайкалье открыла новый вид слизевика (миксомицета), передает ТАСС сообщение пресс-службы экспедиции.

«Не обошлось без открытия нового вида для науки. В частности, – миксомицет, который был обнаружен на разлагающейся древесине. Относится к роду физарум. Название нужно обсуждать», – поделился заведующий лабораторией экологии и геоботаники Центрального сибирского ботанического сада СО РАН Евгений Зибзеев.

Физарум (лат. Physarum polycephalum). Скриншот из видео True Facts Slime Molds: Educational Edition / youtube.com

Грибоживотные

Не имея конечностей, миксомицеты передвигаются и образуют колонии. Не имея мозга, проходят лабиринты и решают головоломки. Они размножаются спорами, но это не грибы и не плесень. Зачастую их путают со мхом, однако их нельзя отнести ни к царству растений, ни к животным. Эти загадочные организмы до сих пор малоизучены, хотя могут оказаться прямо под ногами. Поиском и исследованием новых видов миксомицетов, или слизевиков, и занимаются микологи из Центрального сибирского ботанического сада СО РАН.

Традиционно миксомицеты отождествляли с низшими растениями и сравнивали с грибами. Морфологические сходства слизевиков с грибами действительно велики. Так, в начале XIX века ученый-систематик Христиан Генрих Персон отнес их к грибам-дождевикам. Однако в 1887 году основатель микологии Генрих Антон де Бари сделал вывод, что между грибами и миксомицетами существует лишь внешнее сходство и дал им латинское название Mycetozoa (грибоживотные). Начиная с XX века миксомицеты, как правило, называют слизистыми грибами или просто слизевиками, а в английском языке наряду с myxomycetes также закрепился термин slime-molds. В современных классификациях их относят к царству простейших вместе с другими амебоидными организмами и выделяют в отдельный класс Myxomycetes, который представляет собой четко очерченную филогенетическую группу.

Физарум (лат. Physarum polycephalum). Скриншот из видео Lens of Time: Slime Lapse | bioGraphic. youtube.com

Мир миксомицетов весьма разнообразен. К настоящему времени в мире выявлено около 1 000-1 100 морфовидов (конкретное число зависит от взгляда на систематику и признания или непризнания конкретного таксона). Из них в России на сегодняшний день известно порядка 460 видов.

Тело слизевиков представляет собой слизистую массу, которая называется плазмодием: это одна клетка, вмещающая миллионы ядер. Размер плазмодия зависит от вида миксомицета и может быть как менее одного миллиметра (виды рода Echinostelium), так и более одного метра (виды рода Fuligo)

Плазмодии кажутся неподвижными, однако при ускоренной съемке можно увидеть, что они перемещаются со скоростью 0,4 мм в минуту и могут менять свою форму, просачиваясь сквозь мельчайшие отверстия. Это и есть одно из их самых явных отличий от грибов. Не имея системы кровообращения, слизевики живут за счет течения цитоплазмы. Благодаря этому механизму они образуют новые ответвления плазмодия и последовательно двигаются в направлении пищи.

За 600 миллионов лет своего существования на планете слизевики выработали способность выживать длительное время в самых неблагоприятных условиях. Биоразнообразие миксомицетов как в отдельных регионах мира, так и России до сих пор остается малоизученным.

Род физарум / Physarum polycephalum: «умная слизь»

Обычно считается, что зачатками интеллекта и способностью к обучению обладают только организмы, имеющие нервную систему. Однако ряд исследований последних десятилетий доказал, что слизевики, будучи биологическими родственниками амеб и инфузорий-туфелек, способны решать незаурядные задачи.

Исследование японского ученого Тосиюки Накагаки показало, что Physarum polycephalum может находить выход из лабиринта: плазмодий поместили в лабиринт с двумя равноудаленными источниками пищи. Спустя 4 часа пятно плазмодия изменило форму, слившись в «веревочку», проложившую кратчайший путь между двумя кормушками.

Позже группа ученых из университета Хоккайдо изучила движение плазмодия Physarum polycephalum в эксперименте, где на плоской поверхности были разложены хлопья геркулеса в конфигурации, повторяющей расположение станций на железной дороге Токио. Через 26 часов плазмодий сформировал единую сеть, которая обозначила кратчайшие пути между точками (метками с пищей). Ученые пришли к выводу, что слизевик формирует сети с сопоставимой эффективностью и оптимальными отрезками между метками, подобно инфраструктуре мегаполиса.

Автор: Tim Tim (VD fr). Собственная работа, CC BY-SA 4.0 / commons.wikimedia.org

Еще один коллектив ученых из Франции, Швеции и Индии выяснил, что Physarum polycephalum обладает внешней химической памятью и способностью к обучению, и использует систему связи, подобную запаховым меткам у высших животных, с помощью которой они могут сигнализировать друг другу во времени и пространстве.

Кроме того, у плазмодия миксомицетов есть внешняя пространственная память: австралийские ученые провели эксперимент по изучению движения плазмодия в поисках пищи, и определили, что плазмодий избегал областей, которые он посещал ранее – ведь двигаться по пути, где уже был и поглотил все пищевые ресурсы, нецелесообразно.

Космические эксперименты показали, что плазмодий выживает и двигается в условиях гравитации. Миксомицетов пытаются использовать в робототехнике.

Использовали способности грибоживотных в музыке: ученые из Великобритании использовали электрическую активность, которую плазмодий производит во время кормления, записали ее, перекодировали в ноты и ускорили. Таким образом люди впервые услышали композицию, созданную амебоидным организмом. Здесь можно услышать это звучание и увидеть, как проходил эксперимент.

А еще – посмотреть впечатляющее видео художницы Хизер Барнетт (Heather Barnett), которая посвятила свое выступление на TED «партнеру» по творчеству – миксомицету физаруму, Physarum polycephalum ((Slime-molds), и основала сообщество любителей физарумов SliMoCo (Slime Molds Coollective).

В познавательном видео True Facts Slime Molds: Educational Edition – почти все перечисленные факты о Physarum polycephalum с потрясающим видеорядом.

«Когда физаруму не нравится старая чашка Петри, он переходит в новую». Скриншот из трансляции TED с Хизер Барнетт / youtube.com

И о грибах

После информации о столь удивительной и еще непонятной, неизученной форме жизни говорить об обычных грибах скучновато, но, тем не менее – они тоже необычная форма жизни («весь мир – грибница»), а экспедиция Сибирского отделения Российской академии наук (СО РАН) по исследованию биоразнообразия на Кольском полуострове, Таймыре и в Забайкалье, изучая грибы, сделала и грибные находки и открытия: так, в Мурманской области за два года экспедиции было обнаружено 66 видов грибов, из которых 12 видов являются новыми для региона.

Большая научная экспедиция – продолжение совместной работы «Норникеля» и Сибирского отделения РАН, начавшейся в 2020 году и расширившейся на три региона: на Кольский полуостров, север Красноярского края и Забайкальский край. Цель исследования – определение зон воздействия компании и оценка состояния биоразнообразия экосистем в регионах ее деятельности. Исследования лягут в основу корпоративной системы управления воздействием на биоразнообразие и разработки программ по его сохранению и мониторингу.

Физарум многоглавый (лат. Physarum polycephalum) – вид миксомицетов семейства Физаровые. Родовое название Physarum образовано от др.-греч. φυσα – «пузырь». Видовой эпитет лат. polycephalum означает «многоголовый»