Грибы помогают в борьбе с токсинами
Грибы играют важную роль в экосистеме. Некоторые из них, как грибы-плодовые тела, видны на поверхности, другие существуют под землей, образуя сеть гиф (грибных нитей). Эти сети действуют как дорожная система, позволяя бактериям перемещаться по почве. Ученые из Центра Гельмгольца по исследованию окружающей среды (UFZ, Германия) обнаружили еще одного важного "путешественника" по этим грибным магистралям: загрязняющие вещества, которые в противном случае оставались бы неподвижны в грунте. Это способствует восстановлению загрязненных территорий. Исследование опубликовано в журнале Environmental Science & Technology.
Многие грибы существуют в симбиотических отношениях. Их гифы могут помогать бактериям, питающимся токсичными химикатами и преобразующими их в безвредные вещества. Однако бактерии часто не могут добраться до загрязнителей. Проблема в веществах, нерастворимых в воде, таких как полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), содержащиеся в нефти и угле. Они часто прикрепляются к частицам грунта в крошечных, заполненных воздухом порах, куда бактерии, живущие в водной среде, не могут проникнуть.
В более раннем исследовании команда доктора Лукаса Й. Вика из UFZ обнаружила, что бактерии могут использовать инфраструктуру грибных сетей как "шоссе" для перемещения и преодоления воздушных барьеров. В новом исследовании с коллегами из Университета Ланкастера (Великобритания) они проверили гипотезу, что по тем же сетям могут перемещаться и загрязнители.
Для эксперимента использовали широко распространенный в почве псевдогриб Pythium ultimum. Его поместили на центральную питательную пластину, откуда гифы могли прорастать вправо и влево к другим источникам питания. Между зонами были созданы воздушные зазоры, имитирующие воздушные поры в грунте. На краю одной зоны нанесли ПАУ фенантрен.
Результаты были поразительными: в течение нескольких часов вещество мигрировало из одного конца экспериментальной установки в другой, в 10–100 раз быстрее, чем путем простой диффузии. Оно легко преодолевало воздушные зазоры, что было невозможно без сети гиф.
«Сети гиф — это не только шоссе для бактерий, но и трубопроводы для загрязнителей», — пояснил д-р Вик. — «За один час одна гифа может транспортировать до 600 масс одной бактерии».
Британские коллеги детально изучили этот процесс. Загрязнитель проникает через клеточную стенку внутрь гифы, где заключается в крошечные пузырьки, которые гриб активно перекачивает по своей разветвленной сети. Таким образом, грибной "трубопровод" мобилизует не только фенантрен, но и другие практически нерастворимые в воде и потому малоподвижные вещества.
Эксперимент повторили с несколькими разными ПАУ — все эффективно транспортировались. Однако на длинных дистанциях транспорт мелких молекул происходил лучше, чем крупных. «Предположительно, последние хуже поглощаются гифами», — прокомментировал д-р Вик.
Исследователи надеются, что этот эффект можно будет использовать для восстановления загрязненных грунтов. Целенаправленное применение грибных сетей может ускорить разложение ПАУ и, возможно, других нерастворимых в воде веществ. «Но это будет работать только при сочетании правильных грибов и бактерий», — отметил д-р Вик. Некоторые виды этих организмов несовместимы или даже взаимно подавляют друг друга. Сейчас ученые UFZ ищут наиболее подходящих партнеров для своей команды по микробной ликвидации загрязнений.