Загадочное великолепие светящихся грибов

Definitioner

редечный (Редечный запах)

В микологии редечный запах, англ. «raphanoid», трактуется очень вольно и часто обозначает любой запах сырых корнеплодов, включая картофельный, т.е. необязательно такой резкий, острый и свежий, как у чёрной или белой редьки.

Базидии (Базидия)

Лат. Basidia. Специализированная структура полового размножения у грибов, присущая только базидиомицетам. Базидии представляют собой терминальные (концевые) элементы гиф различной формы и размера, на которых экзогенно (снаружи) развиваются споры.

Базидии разнообразны по строению и способу прикрепления к гифам.

По положению относительно оси гифы, к которым они прикреплены, выделяют три типа базидий:

Апикальные базидии образуются из терминальной клетки гифы и расположены параллельно её оси.

Плевробазидии образуются из боковых отростков и расположены перпендикулярно оси гифы, которая продолжает расти и может образовывать новые отростки с базидиями.

Подобазидии образуются из бокового отростка, повёрнутого перпендикулярно оси гифы, которая после формирования одной базидии прекращает свой рост.

На основе морфологии:

Голобазидии — одноклеточная базидия, не разделенная перегородками (см. рис. А, Г.).

Фрагмобазидии разделены поперечными или вертикальными перегородками, обычно на четыре клетки (см. рис. Б, В).

По типу развития:

Гетеробазидия состоит из двух частей — гипобазидии и развивающейся из нее эпибазидии, с перегородками (см. рис. В, Б) или без них (см. рис. Г).

Гомобазидия не разделяется на гипо- и эпибазидию и во всех случаях считается голобазидией (рис. А).

Базидия — место кариогамии, мейоза и образования базидиоспор. Гомобазидия, как правило, функционально не разделена, и мейоз следует в ней за кариогамией. Однако базидия может быть разделена на пробазидию — место кариогамии и метабазидию — место мейоза. Пробазидия часто является покоящейся спорой, например, у ржавчинных грибов. В таких случаях пробазидия прорастает метабазидией, в которой происходит мейоз и на которой формируются базидиоспоры (см. рис. Д).

См. Кариогамия, Мейоз, Гифа.

Пилеипеллис

Лат. Pileipellis, кожица – дифференцированный поверхностный слой шляпки агарикоидных базидиомицетов. По структуре кожица в большинстве случаев отличается от внутренней мякоти шляпки и при этом может иметь разное строение. Особенности строения пилеипеллиса часто используют в качестве диагностических признаков в описаниях видов грибов.

По строению подразделяют на четыре основных типа: кутис, триходерма, гименидерма и эпителий.

См. Агарикоидные грибы, Базидиомицет, Кутис, Триходерма, Гименидерма, Эпителий.

Пилеипеллиса (Пилеипеллис)

Лат. Pileipellis, кожица – дифференцированный поверхностный слой шляпки агарикоидных базидиомицетов. По структуре кожица в большинстве случаев отличается от внутренней мякоти шляпки и при этом может иметь разное строение. Особенности строения пилеипеллиса часто используют в качестве диагностических признаков в описаниях видов грибов.

По строению подразделяют на четыре основных типа: кутис, триходерма, гименидерма и эпителий.

См. Агарикоидные грибы, Базидиомицет, Кутис, Триходерма, Гименидерма, Эпителий.

Кутис

Тип кожицы шляпки, состоит из стелющихся нежелатинизированных гиф, расположенных параллельно поверхности. Поверхность шляпки выглядит гладкой.

Лат. Cutis.

См. Гифа.

Амилоидные (Амилоидная структура)

Структура называется амилоидной, если от реактива Мельцера (раствор 0,5 г кристаллического йода + 1,5 г йодида калия + 20 мл хлоралгидрата + 20 мл дистиллированной воды) окрашивается в голубой, фиолетовый, иногда почти чёрный цвет.

См. Декстриноидная структура.

Разнообразие светящихся видов

Миру уже известен 71 вид светящихся грибов. Свет может исходить как от плодового тела гриба, так и от его мицелия. В умеренных широтах светится только грибница некоторых видов — например, опёнка Armillaria mellea. Нити мицелия, пронизывающие отмершую древесину пней и валежника, в темноте излучают ровный белый, чуть зеленоватый свет. Иногда могут мерцать старые плодовые тела груздей и сыроежек — в том случае, если на них поселяются мелкие грибы рода Коллибия (Collybia) со светящейся грибницей.

В широколиственных буковых лесах испускает жёлто-зелёный свет мицелий булавовидных разветвлённых сумчатых грибов Xylaria, а ещё южнее, у подножия старых маслин лучится биолюминесцентный гриб Pleurotus(Agaricus) olearius. У него, пока он жив, светится не только низ шляпки, но также её верх и даже ножка.

В тропиках грибных «лампочек» больше и свечение их ярче. Так, растущий в Анголе трутовик Polyporus noctilucens в темноте заметен на расстоянии 20 метров, а при его свете можно читать. Не отстаёт по интенсивности излучения бразильский светящийся гриб Neonothopanus gardneri, который местные жители называют «flor de coco» («пальмовый цвет»), а ребятишки используют для увлекательных вечерних игр с ярко-зелёными грибными «фонариками». Мелкие тропические виды Mycena также интенсивно излучают зеленовато-жёлтое свечение: вид Poromycena manipularis в темноте виден с расстояния более 30 метров.

Диаграмма Яблонского

При поглощении фотонов определенной энергии в молекуле флуорофора происходит переход электронов из основного (S) на один из подуровней возбужденного (S₁, S₂, … S_n) состояния с более высокой энергией. Спин электрона при переходе не меняется, поэтому данные уровни называют синглетными. Возбужденное состояние нестабильно, и электроны быстро возвращаются на исходный энергетический уровень. Происходить это может несколькими путями. Три из них — безызлучательные квантовые переходы: внутренняя конверсия (уменьшение энергии электрона до минимального синглетного уровня), интеркомбинационная конверсия (уменьшение энергии электронов с изменением спина, с переходом на так называемый триплетный уровень) и вибрационная релаксация (рассеяние поглощенной энергии в виде тепла). Два других сопровождаются излучением света — это флуоресценция и фосфоресценция. Флуоресценция возникает при переходе в основное состояние с нижнего синглетного уровня, а фосфоресценция — с триплетного.

Теоретические основы

Согласно представлениям квантовой химии, электроны в атомах расположены на энергетических уровнях. Расстояние между энергетическими уровнями в молекуле зависит от её строения. При облучении вещества светом возможен переход электронов между различными энергетическими уровнями. Разница энергии между энергетическими уровнями и частота колебаний поглощенного света соотносятся между собой уравнением (II постулат Бора):

E2−E1=hν.{\displaystyle E_{2}-E_{1}=h\nu .}

После поглощения света часть полученной системой энергии расходуется в результате релаксации. Часть же может быть испущена в виде фотона определённой энергии.

Соотношение спектров поглощения и флуоресценции

Спектр флуоресценции сдвинут относительно спектра поглощения в сторону длинных волн. Это явление получило название «Стоксов сдвиг». Его причиной являются безызлучательные релаксационные процессы. В результате часть энергии поглощенного фотона теряется, а испускаемый фотон имеет меньшую энергию, и, соответственно, большую длину волны.

Схематическое изображение процессов испускания и поглощения света. Диаграмма Яблонского

Схематически процессы поглощения света и флуоресценции показывают на диаграмме Яблонского.

При нормальных условиях большинство молекул находятся в основном электронном состоянии S{\displaystyle S_{0}}. При поглощении света молекула переходит в возбужденное состояние S1{\displaystyle S_{1}}. При возбуждении на высшие электронные и колебательные уровни избыток энергии быстро расходуется, переводя флуорофор на самый нижний колебательный подуровень состояния S1{\displaystyle S_{1}}. Однако, существуют и исключения: например, флуоресценция азулена может происходить как из S1{\displaystyle S_{1}}, так и из S2{\displaystyle S_{2}} состояния.

Квантовый выход флуоресценции

Квантовый выход флуоресценции показывает, с какой эффективностью проходит данный процесс. Он определяется как отношение количества испускаемых и поглощаемых фотонов. Квантовый выход флуоресценции может быть рассчитан по формуле

Φ=NemNabs{\displaystyle \Phi ={\frac {N_{em}}{N_{abs}}}}

где Nem{\displaystyle {N_{em}}} — количество испускаемых в результате флуоресценции фотонов, а Nabs{\displaystyle {N_{abs}}} — общее количество поглощаемых фотонов. Чем больше квантовый выход флуорофора, тем интенсивнее его флуоресценция.
Квантовый выход можно также определить с помощью упрощенной диаграммы Яблонского, где Γ{\displaystyle {\Gamma }} и knr{\displaystyle k_{nr}} — константы скорости излучательной и безызлучательной дезактивации возбужденного состояния.

Тогда доля флуорофоров, возвращающихся в основное состояние с испусканием фотона, и, следовательно, квантовый выход:

Φ=ΓΓ+knr{\displaystyle \Phi ={\frac {\Gamma }{\Gamma +k_{nr}}}}

Из последней формулы следует, что Φ→1{\displaystyle \Phi \rightarrow 1} если knrΓ→{\displaystyle {\frac {k_{nr}}{\Gamma }}\rightarrow 0}, то есть если скорость безызлучательного перехода значительно меньше скорости излучательного перехода. Отметим, что квантовый выход всегда меньше единицы из-за стоксовых потерь.

Биолюминесцентные грибы

Кто в здравом уме поверит в существование флуоресцентных грибов? Однако светящиеся грибы заполонили весь Вьетнам и Бразилию, а секрет их появления долгие годы будоражил умы ученых всего мира. Чтобы разгадать тайну, ученые умы провели опыты над несколькими грибами в 2015 году. В ходе эксперимента из грибов удалось добыть оксилюциферин. Это химическое вещество также имеется у светящихся обитателей океана и светлячков.

Оксилюциферин используется грибами для привлечения внимания насекомых. Приземляясь на гриб, букашки «забирают» споры, разбрасывая их потом в другом месте. Таким образом, светящиеся грибы размножаются. Главный вопрос в том, как грибы смогли выработать оксилюциферин? При более детальном изучении исследователи заметили, что грибы вырабатывают оригинальный люциферин для его соединения с энзимами и кислородом, после чего появляется флуоресцентное свечение.

Предполагается, что фермент также может вступать в контакт с другими типами люциферина, отдавая большее количество цветов свечения. Такие догадки обещают нам раскрытие еще больших тайн, связанных с этими грибами.

9

Феномен светящихся грибов

Существует такое понятие, как биолюминесценция – свечение живых организмов. Светящиеся грибы являются представителями этого феномена. Некоторые виды светятся не только в темноте, но и днем. Наука дает разные объяснения данному явлению.

Общие сведения

Впервые светящиеся грибы были выявлены в 1840 году в Бразилии. Потом они исчезли и со временем люминесцирующие плодовые тела снова обнаружили на том же месте. Упоминания о феномене встречаются даже в работах Аристотеля и писателя Плиния Старшего.

Среди этих видов много ядовитых организмов. Размеры грибов не превышают 3 см в диаметре. Наиболее распространен Мycena (подпитывают и разлагают органические вещества). Излучение чаще желтовато-зеленого цвета, но также бывает светло-голубой, насыщенно-красный и др. Встречаются в лесах Японии, Южной Америки, Бразилии, Белизе, Пуэрто-Рико и Ямайки, Южной Европы и др.

Причины свечения

Чаще светится плодовое тело целиком. В наших же широтах встречаются грибы, у которых свет в мицелий. Научные исследования выявили противоречивые причины возникновения данного явления:

1. Химическая реакция – в процессе задействованы пигмент люциферин и кислород. Пигмент окисляется и вызывает зеленоватое свечение.
2. Среда обитания.
3. Способ размножения – привлекают животных, на шерсть которых попадают споры и разносятся таким методом по лесу.
4. Способ предупреждения – свет оповещает о ядовитости плодовых тел. Но защитная реакция не всегда оправдана, потому что могут оказаться съедобными.

Сила излучения разных видов зависит от таких факторов:

• длительности жизненного цикла;
• возраста плодового тела – старые грибы уже не светятся, в отличие от молодых;
• температуры – наиболее интенсивная биолюминесценция этих грибов отмечается при показателях 21˚С;
• количества кислорода – чем его меньше, тем слабее свечение.

Светящиеся грибы совсем недавно были представлены 68 сортами. Но с каждым годом численность их увеличивается. К самым известным относят такие:

1. Mycena luxaeterna – водятся возле Атлантического океана. Растут на сучках деревьев. В диаметре совставляют 0,8 см. Ножка желеобразная. Название переводится как «вечный свет».
2. Mycena silvaelucens – обнаружен на острове Борнео (Малайзия). Размеры шляпки – 18 мм.
3. Mycena luxarboricola или «свет на дереве» – вид светящихся грибов, первые экземпляры которого нашли в Бразилии. Наиболее распространен на Паране. Диаметр 0,5 см.
4. Pleurotus (Agaricus) olearius DC – произрастают в Южной Европе. Предпочитают места под старыми деревьями. Плодовые тела большие, ножка толстая, шляпка желто-золотистая. Светятся целиком.
5. Xylaria Hypoxylon L – растут на буковых пнях. Свечение дает мицелий. Плоды разветвленные.
6. Armillaria mellea Vahl – мицелий этого сорта разрушает древесину. Светлые и темные нити мицелия пронизывают весь ствол. Из-за свечения в темноте кажется, будто излучение исходит от дерева.
7. Gardneri Berk – встречаются в Бразилии. Растут на отмерших пальмовых листьях.

Светящиеся грибы имеют множество сортов

Применение

Лечебными свойствами обладает диктиофора светящаяся – редкий вид, произрастающий в джунглях. По рецепту графа Алессандро Калиостро из нее готовят эликсир, для которого необходимы следующие ингридиенты:

• 4 г сухой порезанной диктиофоры;
• 200 г водки или коньяка;

Лекарство настаивают 2 недели. Принимают внутрь по 1 ч. или 1 ст. л. 3 раза в день за 15 мин до еды. Оно способно помочь при лечении самых разных заболеваний:

• борется с раковыми клетками;
• дает эффект омоложения;
• помогает в лечении сердечно-сосудистых заболеваний;
• усиливает потенцию.

На сегодняшний день ученые из России совместно с бразильскими и японскими коллегами создали грибы, которые светятся почти всеми цветами радуги. Декоративные фонарики из таких грибов, свисающих со стволов деревьев или размещенных на земле, способны украсить сады.

Стоит попробовать вырастить светящийся гриб своими руками. Чтобы получить качественный урожай, нужна хорошая рассада. Люминесцентные плодовые тела – это редкость, поэтому палочки с мицелием покупают на специальных предприятиях или в магазинах. Надо помнить, что в природе такие виды произрастают чаще во влажных тропиках. Грибница начнет плодоносить, если создать соответственный микроклимат.

Вред от синего свечения

Синий свет, исходящий от электроприборов и энергосберегающих ламп в течение всего дня, имеет ряд изъянов. К примеру, была обнаружена явная связь между синим свечением ночью и ухудшением здоровья человека. Одна из выгод его дневного использования связана с экономией энергии, но вечером, когда люди присаживаются отдохнуть перед телевизором, излучаемый им синий свет действует на мозг в качестве стимулятора. Такое воздействие отрицательно сказывается на сне.

Конечно, это может звучать как ерунда, но врачи предупреждают, что при нарушении режима сна, человек рискует оказаться в преддиабетическом состоянии. Также это грозит ожирением, развитием сердечных заболеваний и даже раком.

Не спешите выключать все электричество — ученые пока не доказали прямую связь между синим светом и всеми анонсированными «ужасами». Доказано только влияние свечения на снижение у человека уровня мелатонина. При его дефиците и нарушается цикл сна, а это уже точно может развивать онкологию. Таким образом, ученые провели невидимую линию между синим светом и заболеваниями. Исследования ведутся до сих пор.

Если удастся доказать смертельную опасность синего свечения для людей, то придется пересмотреть некоторые открытия в области электричества. Светодиодные фонари и люминесцентные лампы позволяют значительно экономить на электроэнергии, но выделяют больше синего света, чем любой другой светильник.

8

Применение

В производстве красок и окраске текстиля

Флуоресцентные пигменты добавляются в краски, фломастеры, а также при окраске текстильных изделий, предметов обихода, украшений и т. п. для получения особо ярких («кричащих», «кислотных») цветов с повышенным спектральным альбедо в нужном диапазоне длин волн, иногда превышающим 100 %. Данный эффект достигается за счёт того, что флуоресцентные пигменты преобразуют содержащийся в естественном свете и в свете многих искусственных источников ультрафиолет (а также для жёлтых и красных пигментов, коротковолновую часть видимого спектра) в излучение нужного диапазона, делая цвет более интенсивным. Особой разновидностью флуоресцентных текстильных пигментов является оптическая синька, преобразующая ультрафиолет в излучение синего цвета, компенсирующее естественный желтоватый оттенок ткани, чем достигается эффект белоснежного цвета одежды и постельного белья. Оптическая синька применяется как при фабричной окраске тканей, так и для освежения цвета при стирке, в стиральных порошках. Аналогичные пигменты применяются и в производстве многих сортов бумаги, включая бумагу для повседневного офисного использования. В ней содержание пигмента с синькой, как правило, наибольшее.

Флуоресцентные краски, в сочетании с «чёрным светом», часто используются в дизайне дискотек и ночных клубов. Практикуется также применение флуоресцентных пигментов в красках для татуировки.

В технике

В технические жидкости, например — антифризы, часто добавляют флюоресцентные добавки, облегчающие поиск течи из агрегата. В ультрафиолетовом свете подтёки такой жидкости становятся очень хорошо заметны.

В биологии и медицине

Флюоресценция (снизу) под ультрафиолетовым освещением спиртового раствора хлорофилла

Основная статья: Флуоресценция в биологических исследованиях

В биохимии и молекулярной биологии нашли применение флуоресцентные зонды и красители, которые используются для визуализации отдельных компонентов биологических систем. Например, эозинофилы (клетки крови) называются так потому, что имеют сродство к эозину, благодаря чему легко поддаются подсчёту при анализе крови.

Лазеры

Основная статья: Лазер на красителях

Флуорофоры с высокими квантовыми выходами и хорошей фотостойкостью могут применяться в качестве компонентов активных сред лазеров на красителях.

В криминалистике

Основная статья: Специальные химические вещества

Отдельные флуоресцирующие вещества используются в оперативно-разыскной деятельности (для нанесения пометок на деньги, иные предметы в ходе документирования фактов дачи взяток и вымогательства. Также могут использоваться в химловушках)

В гидрологии и экологии

Флуоресцеин был применен в 1877 для доказательства того, что реки Дунай и Рейн соединены подземными каналами.. Краситель внесли в воды Дуная и спустя несколько часов характерную зелёную флуоресценцию обнаружили в небольшой речке, впадающей в Рейн. Сегодня флуоресцеин используют также как специфический маркёр, который облегчает поиск потерпевших крушение лётчиков в океане. Для этого просто разбивается ампула с красителем, который, растворяясь в воде, образует хорошо заметное зелёное пятно большого размера. Также флуорофоры могут использоваться для анализа загрязнения окружающей среды (обнаружение утечки нефти (масляных плёнок) в морях и океанах).

Первое фото памяти

Во время последних исследований, изучающих процесс запоминания чего-либо, ученые решили провести опыты над мозговыми клетками слизняков. Нейроны океанской Aplysia californica имеют много общего с человеческими. До этого ученые только предполагали, что образование белков происходит в процессе синапсов мозга. Когда для опытов был взят мозг морского слизняка, эта теория не находила подтверждений.

При проведении недавнего эксперимента ученые ввели в клетки чувствительный гормон серотонин, формирующий воспоминания. Потом был использован зеленый флуоресцентный белок, способный к свечению под УФ светом. Тест был настолько же простым, насколько и успешным. Под воздействием ультрафиолета белки краснели, отмечая свое местоположение. Эти процессы и формировали воспоминания, при этом между клетками головного мозга происходит рост новых зеленых белков. Таким образом, ученые сделали первые снимки создаваемой памяти.

Теория была с успехом доказана. Также исследователи выявили, что краткосрочные воспоминания не приводят к образованию новых белков. Тайной осталась связь между присутствием/отсутствием белка и появлением долгосрочных и краткосрочных воспоминаний.

Фотосинтез глазами космоса

Сотрудник НАСА и ученые Австралии в 2017 году внедрили разработку нового способа слежения за изменениями климата. Они использовали космические снимки, на которых видна флуоресценция растений. Такая методика помогает обнаружить флуоресценцию хлорофилла, вызванную солнечной радиацией, образующейся в процессе фотосинтеза на листьях.

Получить сахар при фотосинтезе растения могут, поглотив углекислый газ. Расчет этого процесса в глобальных масштабах поможет ученым сохранить климат планеты и определить общую динамику углеродного цикла. Во время исследований ученые следили со спутников за светящимся хлорофиллом. Позже снимки сравнивались с показателями наземных наблюдений за фотосинтезом. Результатом стало обнаружение точности космических данных по различным регионам и вегетациям, а также временных отрезках.

Новейшая технология не только поможет вывести новые формы растений и изменить климат. Она также поможет в изучении экологической системы Земли, управлении ресурсами и сохранении разнообразия биологических организмов.

1

История изменений

• Версия 1.2.4:
  • Добавлено больше предметов, которые можно скрафтить из грибов.
  • Немного изменено изображение блока.

• Версия 1.2:
  • Количество грибов в стаке увеличено с 99 до 999.
  • Теперь может вырасти над уровнем моря.
  • Теперь можно поставить как блок, но нельзя съесть.
  • Используется в крафте грибных верстака, стула, двери и стены.

• Версия 1.0.6:
  • Восстановление здоровье уменьшено с 50 до 25 единиц.
  • Теперь накладывает дебафф «Послезельевая болезнь»

Версия 1.0.5: Вы получаете гриб только с некоторой вероятностью при срезании.

Пре-релиз: Светящийся гриб добавлен в игру.