Главные переработчики биомассы
Без грибов мёртвые деревья копились бы веками, не разлагаясь. Питательные вещества были бы заперты в древесине, недоступны растениям. Круговорот углерода остановился бы. Именно грибы-сапрофиты разрушают самые стойкие органические материалы на планете, возвращая элементы в оборот.
Сапрофитные грибы питаются мёртвым органическим веществом: опавшими листьями, ветками, валежником. Они выделяют ферменты во внешнюю среду и всасывают продукты гидролиза.
Белая и бурая гниль: разные подходы к древесине
Лигнин — один из наиболее стойких биополимеров Земли, составляющий 15–30% сухой массы древесины. Бактерии почти не могут его разложить. Грибы решили эту проблему уникально. Белая гниль (Trametes versicolor, Pleurotus): разрушают и лигнин, и целлюлозу. Выделяют пероксидазы и лакказы — ферменты, работающие на основе свободнорадикального механизма. Древесина светлеет, становится волокнистой. Бурая гниль (Gloeophyllum): разрушают целлюлозу, оставляя лигнин — древесина буреет, растрескивается кубиками.
Практическое применение
Биоремедиация: Pleurotus ostreatus (вёшенка) поглощает нефтяные загрязнения. Phanerochaete chrysosporium разлагает ПХБ и другие стойкие органические загрязнители. Компостирование: грибы-сапрофиты — ключевые агенты ускоренного компостирования; Pleurotus на соломе даёт съедобные грибы и компост одновременно. Биоэтанол: целлюлазы грибов расщепляют целлюлозу до сахаров для последующей ферментации в этанол — «второе поколение» биотоплива. Trichoderma reesei — промышленный продуцент целлюлаз.
Грибы в круговороте углерода
Ежегодно леса связывают около 2,4 Гт углерода. Сапрофитные грибы возвращают часть этого углерода в атмосферу через дыхание и разложение — это естественная часть цикла. Потепление климата ускоряет деятельность почвенных грибов, усиливая разложение накопленного органического углерода — потенциальная положительная обратная связь, усиливающая изменение климата.