Сколько видов грибов существует

Живой мир нашей планеты значительно разнообразнее, чем кажется на первый взгляд — большую часть его биоразнообразия составляют организмы, невидимые невооружённым глазом или просто не замечаемые людьми при повседневном контакте с природой. Среди этого скрытого разнообразия грибы занимают особое место — они образуют отдельное царство живых организмов, принципиально отличающееся как от растений, так и от животных. Вопрос о том, сколько именно видов грибов существует на Земле, кажется простым, однако ответ на него оказывается одновременно захватывающим и обескураживающим. Наука описала лишь ничтожную долю всего грибного разнообразия, и каждое новое десятилетие приносит открытия, кардинально пересматривающие прежние оценки. Изучение этого царства является одним из наиболее перспективных направлений современной биологии — и одним из наиболее далёких от завершения.

Что такое гриб — прежде чем считать

Прежде чем говорить о числе видов, необходимо уточнить, что именно мы считаем. Обыденное представление о грибе как о шляпке с ножкой охватывает лишь крошечную долю того, что наука относит к царству Fungi.

Грибы — это эукариотические гетеротрофные организмы, получающие питательные вещества путём всасывания — в отличие от животных, которые заглатывают пищу, и растений, которые её синтезируют. Их тело в большинстве случаев представляет собой мицелий — разветвлённую сеть тончайших нитей-гиф, пронизывающих субстрат. То, что мы привычно называем «грибом» в лесу, является лишь плодовым телом — органом размножения, видимой верхушкой скрытого организма.

Царство Fungi включает в себя чрезвычайно разнородные группы:

• базидиомицеты — шляпочные грибы, трутовики, ржавчинные и головнёвые грибы;
• аскомицеты — сморчки, трюфели, дрожжи, пеницилл и большинство плесеней;
• зигомицеты — мукоровые плесени, хорошо знакомые по хлебу и ягодам;
• хитридиомицеты — преимущественно водные и почвенные формы, многие из которых паразитируют на водорослях и амфибиях;
• глобомицеты — микоризные организмы, образующие симбиоз с корнями растений.

Каждая из этих групп огромна и включает тысячи видов, большинство которых не имеют никакого видимого плодового тела и никогда не попадают в поле зрения обычного человека. Именно поэтому оценки общего числа грибных видов так сложно получить и так трудно проверить.

Сколько видов описано наукой

Официальная наука работает с тем числом видов, которые описаны — то есть задокументированы, изучены и получили латинское название в соответствии с правилами микологической номенклатуры. Эта цифра меняется каждый год, однако её порядок хорошо известен.

По данным крупнейших международных баз — Species Fungorum и MycoBank — к середине 2020-х годов наукой официально описано около 150 000 видов грибов. Ежегодно к этому числу добавляется примерно 2 000-2 500 новых видов — темп, который остаётся практически постоянным на протяжении последних десятилетий.

Распределение описанных видов по основным группам примерно таково:

• базидиомицеты насчитывают около 36 000 описанных видов — именно они включают большинство знакомых людям шляпочных грибов;
• аскомицеты являются самой многочисленной описанной группой — около 64 000 видов, включая все дрожжи и большинство лишайникообразующих грибов;
• зигомицеты и близкие группы насчитывают несколько тысяч описанных видов;
• хитридиомицеты и другие базальные группы включают около 1 000-2 000 описанных видов.

Описанные виды распределены по миру крайне неравномерно. Наиболее полно изучены грибы умеренного климата Европы и Северной Америки — именно здесь работала большая часть микологов XIX-XX веков. Тропические регионы, где биоразнообразие значительно выше, остаются исследованными в гораздо меньшей степени.

Реальное число видов — что говорят современные оценки

Описанные 150 000 видов являются лишь верхушкой айсберга — в этом убеждены практически все специалисты. Вопрос в том, насколько велика подводная часть.

Классическая оценка, предложенная британским микологом Дэвидом Хоксвортом в 1991 году, называла цифру 1,5 миллиона видов. Эта оценка основывалась на соотношении числа видов растений и грибов в хорошо изученных регионах — примерно шесть видов грибов на каждый вид сосудистых растений. Умножив известное число видов растений на этот коэффициент, Хоксворт получил ставшую знаменитой цифру.

Однако последующие исследования с применением метагеномного анализа — прямого секвенирования ДНК из образцов почвы, воды и других субстратов — существенно изменили представления об истинном разнообразии.

1. Исследование 2017 года, опубликованное в журнале PLOS ONE, предложило оценку в 2,2-3,8 миллиона видов грибов на основе анализа соотношений биоразнообразия в различных экосистемах. Авторы работы использовали более сложные статистические модели, чем Хоксворт, и учли данные о грибах тропических лесов. Эта оценка стала новым ориентиром для научного сообщества.
2. Метагеномные исследования почв по всему миру регулярно обнаруживают генетические последовательности, не соответствующие ни одному из известных видов. В одном кубическом сантиметре лесной почвы встречаются ДНК-следы сотен грибных таксонов, многие из которых невозможно отнести ни к одному описанному роду. Это означает, что значительная часть грибного разнообразия существует в форме, которую традиционная микология просто не способна обнаружить.
3. Некоторые современные оценки называют ещё более высокие цифры — до 5-6 миллионов видов. Они основаны на анализе данных о разнообразии в труднодоступных экосистемах — глубоководных осадках, вечной мерзлоте и горных районах. Подобные оценки остаются предметом споров, однако они указывают на то, что нижняя граница реального видового богатства точно превышает два миллиона.
4. Особую роль в расширении оценок сыграли исследования лишайников. Традиционно лишайник считался симбиозом гриба и водоросли — однако в 2016 году было открыто, что большинство лишайников содержат также базидиомицетные дрожжи как третьего симбиотического партнёра. Это открытие не только изменило понимание лишайников, но и показало, сколь многое остаётся скрытым даже в хорошо изученных организмах.

Таким образом, наиболее вероятная современная оценка числа грибных видов на Земле составляет от 2 до 4 миллионов — то есть описано лишь около 4-7% от реального разнообразия.

Почему так сложно посчитать грибы

Трудности с подсчётом числа видов связаны не только с неполнотой полевых исследований, но и с принципиальными особенностями биологии грибов и методологическими проблемами микологии как науки.

Грибы исключительно сложны для обнаружения и изучения по нескольким причинам:

• большинство видов не образуют макроскопических плодовых тел и существуют исключительно в виде мицелия в субстрате, делая их невидимыми при традиционных экскурсионных методах сбора;
• многие виды плодоносят крайне редко — раз в несколько лет или только при специфических условиях, которые трудно воспроизвести;
• значительная часть грибов не поддаётся культивированию в лаборатории, что делает невозможным их детальное изучение традиционными методами;
• границы между видами у грибов нередко размыты — криптические виды, внешне неотличимые от известных, выявляются только при молекулярном анализе;
• большинство тропических регионов с максимальным биоразнообразием до сих пор практически не изучены профессиональными микологами.

К этим объективным трудностям добавляется и дефицит специалистов. По некоторым оценкам, в мире насчитывается около 4 000 профессиональных микологов — в десятки раз меньше, чем орнитологов или ботаников. При таком соотношении систематического описания видов и числа специалистов нетрудно понять, почему описание грибного разнообразия продвигается так медленно.

Экологическая роль — почему число видов имеет значение

Вопрос о числе видов — это не только академическая статистика. Грибы выполняют в экосистемах функции настолько важные, что их недооценка влечёт за собой серьёзные последствия для практической экологии.

Основные экологические роли грибов охватывают несколько ключевых функций.

1. Разложение органики является, пожалуй, самой критически важной функцией грибов в экосистемах. Именно они способны разрушать лигнин — сложный полимер, составляющий основу древесины, — тогда как большинство других организмов не имеют ферментов для его расщепления. Без этой деятельности планета давно была бы погребена под слоем накопившегося органического материала.
2. Микориза — симбиоз грибов с корнями растений — является одним из наиболее распространённых биологических взаимодействий на суше. Около 90% видов сосудистых растений образуют микоризные ассоциации, в которых грибы существенно улучшают поглощение воды и питательных веществ. Без микоризных грибов многие леса и луга просто не могли бы существовать в нынешнем виде.
3. Патогены растений и животных — среди грибов немало вредоносных видов, причиняющих колоссальный экономический ущерб. Грибковые болезни уничтожают до 20% мирового урожая ежегодно, а некоторые патогены — например, хитридиевый гриб Batrachochytrium dendrobatidis — уже привели к вымиранию нескольких десятков видов лягушек. Понимание разнообразия потенциально опасных видов является задачей не только академической, но и практической.
4. Медицинское и промышленное применение грибов уже включает открытие пенициллина, циклоспорина, статинов и многих других препаратов. Каждый новый описанный вид — потенциальный источник уникальных биологически активных соединений, которые могут оказаться бесценными в медицине, сельском хозяйстве или биотехнологии. Именно поэтому биоразнообразие грибов является не абстрактной ценностью, а прямым экономическим и медицинским ресурсом.

Масштаб нашего незнания о грибном царстве одновременно обескураживает и вдохновляет — мы описали лишь несколько процентов от реально существующих видов, а значит, подавляющее большинство грибной биосферы ждёт своих первооткрывателей. Развитие метагеномики и искусственного интеллекта для анализа молекулярных данных обещает в ближайшие десятилетия кардинально ускорить темп открытий — возможно, позволив за несколько лет описать больше новых видов, чем за всю предшествующую историю микологии. Грибы остаются одним из наиболее захватывающих белых пятен биологической науки, напоминая о том, насколько многое ещё предстоит узнать о жизни на нашей собственной планете.