Некоторые лесные грибы способны светиться в полной темноте. Их зеленоватое сияние не связано с отражением лунного света: клетки сами производят фотоны в результате химической реакции. Это явление называется биолюминесценцией, и у грибов оно встречается лишь у части видов.
Один из изученных примеров — тропический гриб Neonothopanus nambi. Днём его плодовое тело выглядит непримечательно, а ночью может испускать заметное зеленоватое свечение. В зависимости от вида светиться способны шляпка, пластинки, ножка или грибница внутри древесины.
Механизм свечения удалось подробно описать благодаря биохимическим и генетическим исследованиям. Важную роль играет кофейная кислота — вещество, которое встречается в обмене веществ растений и грибов. Она служит исходным материалом для образования светящегося соединения.
Сначала ферменты превращают кофейную кислоту в другие молекулы, в том числе в гиспидин, а затем — в 3-гидроксигиспидин. Последний действует как грибной люциферин: именно его преобразование сопровождается испусканием света.
Когда люциферин взаимодействует с кислородом при участии фермента люциферазы, образуется возбуждённый продукт реакции. Возвращаясь в обычное энергетическое состояние, он испускает фотон. Поэтому свет появляется без лампы, батарейки и внешнего источника освещения.
Свечение называют холодным не потому, что гриб обязательно холоднее окружающей среды. Это означает, что химическая реакция превращает часть энергии непосредственно в свет, а не создаёт заметное тепловое излучение, как раскалённая нить.
После реакции образовавшиеся вещества могут снова вовлекаться в обменный цикл. Учёные описали ферментативный путь, позволяющий возвращать часть исходного материала и поддерживать образование люциферина. Такой механизм объясняет, как гриб способен светиться продолжительное время.
Сияние обычно слабое. Глаз человека лучше различает его в темноте после адаптации, а фотографии с длинной выдержкой часто выглядят гораздо ярче того, что можно увидеть на месте. Интенсивность также зависит от состояния и активности самого гриба.
Не все светящиеся грибы выглядят одинаково. У одних видов заметны отдельные светящиеся плодовые тела, у других зелёное свечение исходит главным образом от нитей грибницы в древесине. Поэтому знакомое выражение «светящийся лес» не обязательно означает множество ярких шляпок.
Почему эволюция сохранила это свойство, исследователи пока обсуждают. Одна из гипотез предполагает, что свет привлекает насекомых и других мелких животных, которые помогают переносить споры. Но такой эффект нельзя автоматически приписывать всем видам светящихся грибов.
Генетические исследования показывают, что биолюминесценция грибов имеет долгую эволюционную историю. При этом многие родственные виды утратили способность светиться, поэтому наличие соответствующих ферментов и генов неодинаково даже внутри близких групп.
Расшифровка химической цепочки позволила перенести систему свечения в другие организмы. В лабораторных экспериментах учёные получили светящиеся дрожжи, а затем использовали грибные гены в исследованиях растений. Такие системы интересны как способы наблюдать за активностью живых клеток.
Свечение не позволяет определить, съедобен ли гриб. Например, некоторые биолюминесцентные представители рода Omphalotus ядовиты. Необычный цвет в темноте — биологическое свойство, а не признак безопасности для человека.
Главный вывод исследований состоит в том, что природный свет грибов — результат работы конкретных молекул и ферментов. Он помогает учёным изучать биохимию, эволюцию и способы визуального наблюдения за живыми тканями, хотя экологическая роль свечения остаётся не до конца выясненной.