Первое необходимое условие — это жидкая вода, которая дает возможность осуществиться тем осмотическим явлениям, предшествующим прорастанию, о которых упоминалось выше. Правда, нередко можно видеть, что споры грибов начинают прорастать на поверхности стекла влажной камеры, на дно которой налита вода, т. е. как бы просто в насыщенной водяными парами атмосфере, однако, надо полагать, что здесь на спорах и между ними происходит конденсация росы, т. е. фактически имеется капельножидкая вода.
Споры некоторых грибов прорастают просто в воде, и питательные вещества в ней не только не способствуют, но даже мешают прорастанию. К числу таких принадлежат преимущественно споры облигатных паразцтов, как Uredinales, Erysiphaceae. Прорастание их происходит только за счет уже имеющихся в споре питательных материалов, и к сапрофитному питанию они не способны. Огромное большинство других грибов, сапрофитов и факультативных паразитов, лучше прорастает в жидкостях, содержащих питательные вещества. У некоторых, как, повидимому, у большинства мукоровых, прорастание спор в чистой воде происходит крайне редко. Очевидно, приток питательных материалов из окружающей среды для этих форм, приспособленных к сапрофитному питанию, является необходимым источником энергии для прорастания. Такой же характер носят споры Pleurage, Сoprinus и др. Все это копрофильные грибы, которые в природе встречаются на экскрементах, т. е. в среде с обеспеченным запасом питательных веществ.
Присутствие кислорода также, повидимому, является необходимым условием прорастания спор, хотя во многих случаях оно возможно и при пониженном количестве его, но при этих условиях прорастание идет обычно значительно медленнее. Значение кислорода подчеркивается еще тем обстоятельством, что при проращивании спор в различных жидкостях наиболее обильное и быстрое прорастание показывают часто споры, которые только лежат на поверхности жидкости, но не погружены в нее. Из других газов можно специально отметить СO2. Как мы видели выше, большое содержание углекислоты подавляет вегетативный рост, на прорастании же спор такого действия не замечается. Так, споры Penicillium прорастают при 60% СO2, a Plasmopara viticola — при 70%; в некоторых случаях отмечается даже стимуляция прорастания при повышении содержания СO2 (у хламидоспор головневых). Возможно, что значение углекислого газа заключается в подкислении среды, что в свою очередь увеличивает активность гидролизующих ферментов.
Contents
Влияние температуры
Относительно значения температуры для прорастания спор имеются очень многочисленные исследования, произведенные особенно над паразитными грибами с целью выяснения условий инфекции. Однако нужно отметить, что эти исследования в лабораторной обстановке с постоянными температурами не могут быть прямо перенесены в условия природы, где мы имеем постоянные колебания температуры. Для прорастания телейтоспор ржавчинных грибов такие колебания температуры во время зимовки оказывают явно благоприятное действие на прорастание. То же в более узких пределах относится к незимующим уредоспорам и эцидиоспорам. Так, в опытах Эриксона (1894) временное охлаждение уредоспор до 0°С сильно повышало их прорастание. В природе подобное значение имеет утренняя роса, сопровождаемая обычно значительным понижением температуры («злая роса» народного представления, после которой наблюдается сильное развитие ржавчины на хлебах). Из различных лабораторных наблюдений выясняется, что кардинальные температурные точки для разных грибов оказываются не одинаковыми и нередко ясно не совпадают с соответственными точками вегетативного роста. В среднем для очень многих грибов minimum прорастания лежит около 3—5°С и даже ниже, optimum — около 15°С для некоторых паразитов (Uredinales) и около 20—25° для большинства сапрофитов; maximum 35—40°С. В частности:
В приведенной таблице обращают на себя внимание различия кардинальных температурных точек для разных видов Ustilago. В общем для Ust. maydis и Ust. panici miliacei они заметно выше, чем для других видов (Ust. avenae и др.) В этом явлении нужно видеть отражение более южного происхождения кукурузной и просяной головни.
У пероноспоровых кардинальные точки часто лежат очень низко. Например у Albugo Candida min.=0°С, opt.=10°С, max.=25°С. У Phytophthora infestans optimum прорастания = 10—13°С, тогда как для роста мицелия opt.=24°С. У некоторых разрушителей древесины весьма сближены opt. и max. Например у Merulius lacrymans opt.=18—22°С; max.=26°С. Некоторые более термофильные формы имеют optimum выше 30°С. Таковы, например, Aspergillus fumigatus (паразиты теплокровных животных), некоторые копрофильные грибы, а также некоторые дрожжи.
Свет
Умеренной яркости свет в большинстве случаев не оказывает влияния на прорастание спор, равно как и на дальнейший рост мицелия, и лишь очень яркое освещение прямыми солнечными лучами подавляет прорастание.
Состав среды
Подходящий для прорастания состав среды, конечно, может быть различным для разных спор. Как уже было указано выше, для спор паразитов часто достаточно простой воды для прорастания, тогда как сапрофиты требуют обыкновенно наличия в ней питательных веществ, пригодных и для дальнейшего роста мицелия. Наиболее обычные и легко культивируемые плесневые грибы оказываются в этом отношении очень неприхотливыми, прорастая на очень различных средах. Другие требуют более определенных и узко ограниченных условий для прорастания спор, так что подобрать состав среды для этого является нередко далеко не легкой задачей. В качестве первого приближения обычно употребляют отвары или вытяжки на холоду из тех естественных субстратов, на которых данные грибы развиваются в природе. К ним прибавляют те или иные количества сахара.
Не малое значение для прорастания спор имеет реакция среды. Правда, некоторые споры обнаруживают в этом отношении большую толерантность; например, аскоспоры Taphrina deformans прорастают в пределах от рН=3,3 до рН=9,6. Однако большинство других имеет optimum прорастания в ясно кислом интервале, около рН=4—5. Такая реакция в общем соответствует наибольшей активности гидролитических ферментов, что, может быть, и обусловливает наилучшее прорастание спор.
Стимуляторы прорастания
В ряде случаев отмечается значительное улучшение прорастания спор от прибавления к питательной среде кусочков живых тканей некоторых растений, причем не обязательно тех, на которых данные грибы нормально развиваются. То же достигается действием отваров тканей, почвенной вытяжки или иногда просто более густым посевом спор. Выше в главе VIII было уже указано на вероятное значение таких факторов для роста грибов. Вероятно, и при прорастании спор имеют значение те же причины в виде доставки им стимулирующих веществ типа биоса. С другой стороны, не исключена возможность, что в некоторых случаях здесь действуют поверхностно активные вещества, как фосфатиды(Меlin), или просто накопление в среде СO2, выделяемого внесенной живой тканью или большим количеством спор при посеве. Выше было уже указано на значение этого газа для прорастания. Здесь можно привести еще как пример, что для спор многих головневых устанавливается optimum прорастания при содержании СO2 около 15% от общего состава атмосферы.
В ряде других случаев прорастание трудно прорастающих спор улучшается, например, предварительной обработкой слабыми кислотами (Ustilago striaeformis, Merulius lacrymans — после обработки лимонной кислотой) или щелочами, парамич хлороформа, повышенной температурой (для многих копрофильных грибов несколько минут t° 50—70°C и даже выше); далее, нередко помогают механические повреждения наружной оболочки споры, что облегчает поступление воды и т. п.
При всех разнообразных экспериментальных подходах тем не менее споры очень многих грибов с большим трудом дают прорастание или совсем не прорастают. Так, трудно прорастают споры многих шляпных гименомицетов, особенно представителей рода Boletus. To же отмечается у трюфелевых и гастеромицетов. У последних лишь в недавнее время удалось добиться прорастания спор, у Lycoperdon, Crucibulum, Cyathus, Sphaerobolus и установить благодаря этому у последних трех гетероталлизм (Schwarz, 1935; Fries, 1936; Lorenz, 1933).
Распространено мнение, что такие трудно прорастающие или совсем не прорастающие в культуре споры, как у многих гименомицетов, гастеромицетов и трюфелей, в природе должны пройти через кишечник тех или иных животных, поедающих плодовые тела указанных грибов (см. стр. 142).
Кроме указанных внешних-условий, на прорастание спор влияет, конечно, и их внутреннее состояние, зависящее как от характера споры (покоящаяся, пропагативная), так и от возраста и условий предварительного хранения. Выше было указано на прорастание ооспор Plasmopara viticola в зависимости от возраста их. То же можно наблюдать у многих зимующих телейтоспор Uredinales. Если добиться преждевременного прорастания их еще в зимние месяцы, то энергия прорастания (% проросших спор за данный промежуток времени) окажется очень небольшой, затем она увеличивается, достигая в первые месяцы лета maximum’a, и постепенно падает к осени. Следующей зимой добиться прорастания большей частью не удается. Аналогичное наблюдается и у пропагативных спор. Например, конидии Colletotrichum с 3-дневной культуры прорастали на 95%, с 29-дневной — на 99%, с 77-дневной — на 44%. Конидии Botrytis cinerea, хранившиеся «6 недель, требуют вдвое больше времени для прорастания, чем 10-дневные. У Phytophthora infestans от возраста конидий зависит даже самый характер их прорастания: молодые прорастают, как правило, в зооспорангий, а более старые — вегетативно в мицелий.