Капель оказалась виновницей грибных торнадо. Эти торнадо, судя по всему, помогают грибам заражать растения

Капли дождя, падая на листья, создают торнадо. Сила этих вихрей такова, что может помогать патогенным грибам заражать соседние растения: споры таким образом могут подняться достаточно высоко, чтобы их подхватил ветер.

Грибы-паразиты, которые поражают растения, переходят от одного хозяина к другому в том числе и с помощью ветра. Бурая ржавчина пшеницы (Puccinia recondita), например, пронзает тело хозяина своими нитями, которые затем выходят наружу листа, выпуская споры. Споры могут попасть на другое растение, заразив и его. Раньше считалось, что все происходит так: капли дождя, падая на листья, смачивают споры, и микрокапли с ними разносятся на соседние растения. Но новое исследование показало, что только мокрых спор плесневым грибам мало. Они распространяются как стихийное бедствие в прямом смысле этого слова.

Авторы статьи взяли любительскую зеркалку, чашку Петри и лист пшеницы, пораженный бурой ржавчиной. Гриб был зрел и готов размножаться — лист покрывала пыль из рыжих спор, каждая гранула примерно в сотую долю миллиметра диаметром.

Вверху — споры бурой ржавчины на поверхности листа. Посередине — брызги от дождевой капли, в которых видны споры и сухие споры (правее, в квадрате). Внизу — сухие споры разлетаются от удара капли. Seungho Kim et al. / PNAS / CC BY-NC-ND 4.0

Ученые капали водой на лист и снимали происходящее на камеру. Отсмотрев полученные кадры в замедленном повторе, они увидели, как капли разбиваются о лист, и мелкие капли, полные спор, разлетаются в стороны. Но кроме этого, их глазам предстало и еще кое-что — то, как споры плесени взвиваются вихрями, вызванными ударом капель об эпидерму пшеницы. Приметив, что споры в потоках воздуха закручиваются в спираль, ученые заподозрили неладное.

Здесь видно, как падающая капля поднимает в воздух споры, закручивающиеся в «торнадо». Seungho Kim et al. / PNAS / CC BY-NC-ND 4.0

Чтобы проверить свою догадку, они повторили эксперимент, но уже не со спорами, а с мельчайшими стеклянными гранулами, которые были не больше грибных спор. Отследив траекторию полета шариков, они поняли: перед ними — торнадо. Только маленькое, которое поднимается над листом всего на несколько миллиметров.

Эксперимент со стеклянными гранулами. Seungho Kim et al. / PNAS / CC BY-NC-ND 4.0

Такой смерч высотой в три миллиметра поднимает вверх споры болезнетворного гриба, которые таким образом покидают ламинарный пограничный слой воздуха у листа. Попросту говоря, благодаря вихрю они уже не падают обратно, а, подхваченные ветром, летят куда глаза глядят, падая на листья других растений и разнося заразу. Результаты исследования еще и объясняют, каким образом ветры переносят споры грибов не только от растения к растению, но и между континентами.

Максим Абдулаев