Что рождается в спорах: пятиминутный путеводитель по главным грибам в истории

Пожалуй, главный гриб, который привел человеческую цивилизацию в ту точку, в которой она сейчас находится. Дрожжи — одни из самых древних «одомашненных» организмов: их издревле использовали для изготовления хлеба и варки пива, археологи находили жернова и пекарни еще в древнеегипетских городах, а изображения пивоваров датируются аж шестым тысячелетием до нашей эры.

Справедливости ради, стоит заметить, что вообще дрожжи — очень большая группа организмов, объединяющая много видов из разных таксонов, выполняющих определенные функции: за пивоварение, виноделие, хлебную закваску и другие виды ферментации отвечают конкретные штаммы. Человек использовал дикие дрожжи и выводил новые постоянной селекцией. Дрожжи были среди первых организмов, которые в 1680 году разглядел в микроскоп Антони ван Левенгук, а потом Луи Пастер благодаря этим грибам смог доказать, что брожение — биологический процесс, а не просто химическая реакция.

Но человек не был бы человеком, если бы не обратил полезный и важный продукт против ближнего своего. Во время Первой мировой войны дрожжи приспособили для производства взрывчатки: они ферментировали нитраты, фосфаты и сахарозу, создавая нитроглицерин. Но самое странное, что существует в массовой культуре на тему дрожжей, — это многочисленные теории заговоров, в которых безобидные грибы объявляют биологическим оружием. Впрочем, конспирологические аргументы дрожжефобов не выдерживают проверку восемью тысячелетиями совместной истории человека и славных одноклеточных организмов.

Снова заглянем в древнюю историю человечества. Еще тысячелетия назад египтяне, греки, индусы и китайцы использовали плесень для заживления ран: покрытые зеленоватым пушком хлебные корки прикладывали к гнойникам, останавливая воспаление. Но только в конце XIX века за зеленую плесень взялись всерьез: в 1897 году французский военный врач Эрнест Дюшен заметил, что арабские конюхи использовали плесень с седел, чтобы обрабатывать раны на спинах лошадей.

В последующие годы грибки из рода пеницилл изучали так и эдак, но только в 1928-м микробиолог Александр Флеминг смог выделить из плесени заветный пенициллин — первый в истории антибиотик. Плесень случайно выросла в чашке Петри со штаммом стафилококка, который изучал Флеминг, и погубила культуру.

Промышленное производство антибиотиков началось после Второй мировой войны, и благодаря им за последующие три десятилетия средняя продолжительность человеческой жизни выросла на восемь лет — такого колоссального скачка за столь короткий срок история доселе не знала.

Думаете, лимонную кислоту получают из лимонов? Как бы не так! Вернее, до 1920-х годов ее и правда производили в Италии из недозревших второсортных плодов, но после Первой мировой войны, когда с поставками из Италии начались проблемы, стал активнее разрабатываться ферментативный способ. Его открыли за пару десятилетий до этого: лимонную кислоту могли, например, производить плесневые грибки аспергиллы, ферментируя углеводы. Американскую компанию «Пфайзер» стали называть самой большой лимонной рощей в мире, хотя там не росло ни одного лимона.

А еще аспергилл применяется в производстве глюкозамина для вегетарианцев путем ферментирования им кукурузы. Но есть у черной плесени и неприятные стороны: именно аспергилл вызывает самые сложные и тяжелые грибковые болезни — аспергиллезы и мукормикозы.

Продолжим тему жутких грибов (и нет, мы все еще не про всадников Апокалипсиса из The Last of Us). В одной из самых страшных европейских гуманитарных катастроф — Великом голоде Ирландии — виноват организм, относящийся к грибоподобным оомицетам. В 1845 году паразит растений фитофтора уничтожил почти все картофельные посевы в Ирландии. Картофель был основной сельскохозяйственной культурой страны — его употребляли в пищу и кормили им скот. Потеря урожаев вследствие фитофтороза вызвала голод, который длился шесть лет. Около миллиона человек погибли, еще почти два миллиона эмигрировали в США — население Ирландии сократилось почти на треть, а в Америке появилась крупнейшая ирландская диаспора.

Что же до тех грибов, что вызывают настоящие массовые эпидемии у людей, то пальму — или, вернее, колосья — первенства держит спорынья. Род Claviceps паразитирует на различных злаках, в том числе на ржи и пшенице. Гриб образует склероции — плодовые тела, которые располагаются в колосьях и имеют продолговатую форму, их не всегда легко заметить при сборе урожая. Склероции содержат ядовитые алкалоиды и, попадая вместе с зерном в муку, вызывают тяжелые отравления.

В средние века спорынья часто поражала рожь, особенно в холодные и сырые годы, и это приводило к массовым токсикозам, которые прозвали эрготизмом, или «Антониевым огнем»: именно в монастыре святого Антония во Франции лечили больных. Эрготизм проявлялся в сильных болях и судорогах, помешательствах, агрессивном поведении, нередко приводил к мучительной смерти. По некоторым подсчетам, с 591 по 1789 год в Европе произошло 132 эпидемии эрготизма, и при этом каждая из них уносила несколько десятков тысяч человек.

И да, это как раз тот гриб, что массово влиял на народные умы. Эпидемиолог и историк Мери Матасян изучила архивные материалы и установила прямую зависимость вспышек бунтов и восстаний в средневековой Европе от случаев эпидемии спорыньи, вызванных климатическими условиями. Именно отравлениями спорыньей объясняются гонения на ведьм: описанные случаи «одержимости нечистой силой», якобы насланной ведьмами, подозрительно напоминают симптомы отравления алкалоидами.

Что же до современных отношений человека с Claviceps, то в 1938 году «отец ЛСД» химик Альберт Хофманн получил лизергиновую кислоту именно из содержащихся в спорынье производных.

Закончим не таким очевидным, но очень важным помощником человечества — нейроспорой, также известной как красная хлебная плесень. Сам по себе грибок не делает ничего полезного, да и вредного тоже — растет себе спокойно на плохо пропеченном хлебе. Но именно на нее в середине XX века положили глаз генетики: плесень не требовала особых условий и легко росла в питательной среде, а заодно имела жизненный цикл с одинарным набором хромосом, которых в геноме оказалось всего семь. Это сильно упрощало генетический анализ: можно было быстро отследить, как изменения в структуре генов влияют на проявление признаков в новом поколении организмов.

Американские ученые Эдвард Татум и Джордж Бидл точечно вызывали у красной плесени генетические мутации при помощи рентгеновского облучения, а затем смотрели, как изменения в ДНК влияют на метаболизм. Это привело их к гипотезе «Один ген — один фермент» и представлению о том, что каждый ген кодирует определенный белок. За свое открытие в 1958 году ученые получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине, а само оно дало огромный толчок всей генетике. Спасибо, красная плесень!