Powrót do taksonomii (systematyki roślin i zwierząt)

W celu znalezienia prawdopodobnego rakotwórczego ens morbi (istota choroby) na polu biologii pomocny może być powrót do jej podstawowych taksonomicznych koncepcji, gdzie daje się zauważyć wiele niezdecydowania i nieokreśloności.

Już ponad sto lat temu, odchodząc od koncepcji Linneusza, zgodnie z którą istnieją dwa wielkie królestwa życia (roślinny i zwierzęcy), niemiecki biolog Ernst Haeckel (1834–1919) przedstawił trudności w przypisaniu do odpowiedniej kategorii mikroskopijnych organizmów, których nie da się ze względu na ich charakterystyczne cechy i własności zaliczyć ani do królestwa roślin, ani zwierząt. W rezultacie zaproponował dla nich trzecie królestwo o nazwie Protisty.

„Ten ogromny i złożony świat zawiera szereg form, od takich, które mają budowę podkomórkową, jak na przykład wiroidy (patogeny roślin) i wirusy, poprzez mikoplazmy do bardziej zorganizowanych organizmów, takich jak bakterie, promieniowce, śluzorośla, grzyby, pierwotniaki i pewne mikroskopijne algi”.²

Wspólnym elementem tych organizmów jest system odżywiania, który polega, z nielicznymi wyjątkami, na bezpośrednim absorbowaniu rozpuszczalnych związków organicznych, co różni je zarówno od roślin, jak i zwierząt. Zwierzęta również tak się odżywiają, ale głównie poprzez przyjmowanie stałych pokarmów, które są następnie przetwarzane w procesie trawienia. Z kolei rośliny, wykorzystując związki mineralne i energię świetlną, są zdolne do odżywiania się poprzez syntetyzowanie związków organicznych.

Obecnie biolodzy skłaniają się do ustanowienia trzeciego królestwa, aczkolwiek w bardziej wyrafinowanej formie. Są nawet tacy, którzy posuwają się jeszcze dalej, twierdząc, że grzyby należy sklasyfikować w ramach tego królestwa jako odrębną kategorię.

O. Verona³ pisze, że jeśli do pierwszego królestwa zaliczymy wielokomórkowe organizmy wyposażone w zdolność fotosyntezy (rośliny), a organizmy nie wyposażone w fotosyntezową pigmentację (zwierzęta) do drugiego – organizmy tych dwóch królestw składają się z komórek wyposażonych w wyraźne jądra (eukarioty) – i jeśli do kolejnego królestwa (protisty) zaliczymy jednokomórkowe organizmy nie posiadające chlorofilu i wyraźnego jądra (prokarioty – bezjądrowce), to grzyby powinny mieć swoje własne królestwo, ze względu na to, że nie posiadają fotosyntezowej pigmentacji, że mogą być jednokomórkowe i wielkomórkowe i że posiadają wyraźne jądro.

Ponadto grzyby posiadają w porównaniu do innych mikroorganizmów bardzo dziwną własność – są zdolne do zachowywania podstawowej struktury mikroskopowej (hypha – strzępek) z jednoczesną tendencją urastania do znacznych rozmiarów (aż do kilku kilogramów), przy zachowaniu nie zmienionej zdolności do adaptacji i reprodukcji w dowolnym rozmiarze.

Z tego punktu widzenia grzyby nie mogą być traktowane jak prawdziwe organizmy, ale jako skupiska komórek, sui generis, przypominające organizm, ponieważ każda komórka zachowuje własny potencjał przetrwania i reprodukcji, bez względu na strukturę, w której istnieje. Jest więc jasne, że w tak złożonych formach życia jest bardzo trudno zidentyfikować wszystkie procesy biologiczne. W rezultacie w mikologii nawet dziś istnieją ogromne białe plamy i taksonometryczne przybliżenia.

 

Cechy charakterystyczne grzybów

Warto sprawdzić dokładniej ten dziwny świat o tak szczególnych cechach i spróbować uwypuklić te elementy, które mogą mieć związek z problemami o charakterze onkologicznym.

1. Grzyby są organizmami cudzożywnymi, a więc potrzebują, przynajmniej w odniesieniu do azotu i węgla, wstępnie uformowanych związków, spośród których najbardziej wykorzystywane są proste węglowodany, na przykład monosacharydy (glukoza, fruktoza i mannoza). Oznacza to, że w okresie swojego cyklu życiowego grzyby są uzależnione od innych żywych stworzeń, które są w różnym stopniu przez nie wykorzystywane w procesie odżywiania. Zachodzi to zarówno saprofitycznie, czyli w rezultacie spożywania organicznych odpadów, jak i pasożytniczo, czyli poprzez bezpośredni atak na tkanki żywiciela.

2. Grzyby wykazują olbrzymią różnorodność sposobów reprodukcji (płciowy, bezpłciowy, pączkowanie – przejawy te można często zaobserwować jednocześnie w tym samym grzybie) w połączeniu z wielką morfostrukturalną różnorodnością organów. W ostatecznej konsekwencji wszystko to jest ukierunkowane na formowanie sporów, od których zależy kontynuacja i rozprzestrzenianie gatunku.

3. W mikologii często można zaobserwować szczególne zjawisko zwane heterokarionem (komórka zawierająca genetycznie różniące się jądra), które charakteryzuje się współistnieniem normalnego i zmutowanego jądra w komórkach, które przeszły hyfalne (strzępkowe) połączenie. Fitopatolodzy obawiają się, że obecnie powstały już formy różniące się genetycznie nawet od swoich rodziców. Do tych zróżnicowań doszło w trakcie cykli reprodukcyjnych, które noszą nazwę paraseksualnych. Masowe i bezkrytyczne używanie roślinnych farmaceutyków doprowadziło do mutacji w jądrze wielu pasożytniczych grzybów i w konsekwencji stworzenia heterokarionów, które są czasami bardzo zjadliwe w swojej patogeniczności.⁴

4. W zakresie pasożytniczym grzyby mogą wytwarzać ze strzępków mniej lub bardziej dziobokształtne, wyspecjalizowane struktury umożliwiające penetracją żywiciela.

5. Wytwarzanie zarodników może mieć tak masowy charakter, że w każdym cyklu powstają dziesiątki, setki a nawet setki milionów elementów zdolnych do rozsiewania się na znaczne odległości od miejsca pochodzenia⁵ (do natychmiastowego rozsiewania wystarcza czasami niewielki ruch).

6. Zarodniki są niezwykle odporne na czynniki zewnętrzne. W przypadku znalezienia się w niekorzystnych warunkach potrafią pozostawać w uśpieniu przez wiele lat, zachowując pełną zdolność reprodukcyjną.

7. Współczynnik narastania strzępkowych koniuszków po wykiełkowaniu jest bardzo szybki (w idealnych warunkach 100 mikronów na minutę, czyli 14,4 cm na dobę) ze zdolnością do rozgałęziania, a w niektórych przypadkach pojawiania się nowych regionów kiełkowania po zaledwie 40–60 sekundach.⁶

8. Kształt grzybów nigdy nie jest określony, ponieważ narzuca go środowisko, w którym się rozwijają. Można zaobserwować na przykład tę samą grzybnię bytującą w prostej wyizolowanej postaci strzępka w środowisku ciekłym lub w postaci skupisk, które coraz bardziej się zestalają i zbijają aż do uformowania pseudomiękiszu i włókien-nitek grzybni.⁷

9. Podobnie, u różnych grzybów można zaobserwować te same kształty, gdy muszą się one dostosować do tego samego środowiska (nazywa się to dymorfizmem). Częściowa lub pełna zamiana substancji odżywczych często powoduje u grzybów mutacje i jest to kolejny dowód ich wysokiej zdolności adaptacji do dowolnego podłoża.

10. Kiedy warunki odżywiania są niepewne, wiele grzybów reaguje łączeniem strzępków (z pobliskimi grzybami), co umożliwia im łatwiejsze wykorzystywanie dostępnych substancji przy pomocy kompletniejszych fizjologicznych procesów. Ta własność, która w miejsce rywalizacji wprowadza współpracę, wyróżnia grzyby wśród pozostałych mikroorganizmów i z tego powodu Buller nazywa je organizmami społecznymi.⁸

11. Kiedy komórka ulega zestarzeniu lub zostaje uszkodzona (na przykład przez substancję toksyczną lub lek), wiele grzybów, których wewnątrzkomórkowe przegrody są wyposażone w pory, reaguje uruchomieniem mechanizmu obronnego zwanego protoplazmatycznym przepływem, przy pomocy którego przekazują jądro i cytoplazmę zniszczonej komórki do zdrowej, co pozwala im zachować biologiczny potencjał całości.

12. Zjawiska regulujące powstawanie rozgałęzień strzępków są do dziś nieznane.⁹ Albo narastają one rytmicznie, albo pojawiają się w sektorach, które, mimo iż pochodzą z systemu strzępków, są wyposażone w układ samoregulacji,¹⁰ to znaczy niezależny od działań i zachowań reszty kolonii.

13. Grzyby są zdolne do nieskończonej liczby modyfikacji swojego własnego metabolizmu, aby pokonać mechanizmy obronne żywiciela. Te modyfikacje są wprowadzane poprzez plazmatyczne i biochemiczne działania oraz poprzez hipertropię (wzrost objętości) i hiperplazję (wzrost liczby) zaatakowanych komórek.¹¹

14. Grzyby są tak agresywne, że atakują nie tylko rośliny, tkanki zwierzęce, żywność i inne grzyby, ale nawet pierwotniaki, ameby i nicienie. Na przykład na nicienie polują wykorzystując szczególną modyfikację strzępków, które zawierają prawdziwą grzybiczą siatkę, wiskozę lub pułapki pierścieniowe, które unieruchamiają te robaki. W niektórych przypadkach siła agresji grzybów jest tak wielka, że pozwala na zaciśnięcie uchwytu – przy wykorzystaniu pierścienia komórek składającego się z trzech jednostek – i uśmiercenie w krótkim czasie zdobyczy, mimo jej rozpaczliwych prób uwolnienia się.