Environmental Microbiology: грибы эволюционируют и уже могут проникать в живых хозяев

Биологам давно известны грибы рода Mycena, широко известные мелкие грибы-сапротрофы, живущие за счет мертвых деревьев и растений. Новое исследование Копенгагенского университета показывает, что шляпки также могут проникать в молодые, здоровые деревья и растения, где они пытаются сотрудничать. При этом они совершили эволюционный скачок, который бросает вызов нашему пониманию экологической роли грибов.

 

Споры грибков распространяются по воздуху. Тонкие нити их мицелия ползут по поверхности. Они ищут беззащитных хозяев, чтобы окунуться в паутину грибкового роста. Их жертвы затем можно использовать для удовлетворения собственной потребности в пожирании и рассеивании.

 

Новое исследование факультета биологии Копенгагенского университета предполагает, что этот род грибов, который традиционно считался сапротрофным, то есть разлагающим неживое органическое вещество, находится в процессе эволюционного скачка. Исследование опубликовано в журнале Environmental Microbiology.

 

«Используя исследования ДНК, мы обнаружили, что грибы Mycena постоянно обнаруживаются в корнях живых растений-хозяев. Это говорит о том, что грибы находятся в процессе эволюционного развития: от уникальных разлагателей неживого растительного материала до захватчиков живых растений под действием благоприятные условия», — объясняет ведущий автор исследования Кристофер Бугге Хардер.

 

Исследование также показывает, что некоторые из этих видов шляпочных грибов даже проявляют ранние признаки способности действовать как мутуалисты, то есть жить в симбиозе с деревьями. Исследователи полагают, что мицены в первую очередь стремятся приносить пользу, если смотреть с точки зрения растения. Это происходит в форме своего рода эволюционного ухаживания, в котором они живут в гармонии со своими живыми хозяевами.

 

«Мы видим, что некоторые мицены обменивают азот, необходимое питательное вещество для растений, на углерод растений», — говорит исследователь.

 

«Проникнув в живое растение, грибы могут выбрать три стратегии. Они могут быть вредными паразитами и высасывать жизнь из своих новых хозяев; они могут скрываться, как стервятники, безобидно дожидаясь, пока растение умрет, и первыми, кто станет лакомиться им; или они могут начать работать вместе. Некоторые виды Mycena постепенно развивают способность к сотрудничеству, хотя ее еще предстоит тонко настроить», — говорит Кристоффер Багге Хардер.

 

 «Известно, что другие грибы, например, род Amanita, взаимодействуют с живыми растениями — способность, которую они развили много миллионов лет назад. Но Amanita уже давно утратили способность выживать без своих хозяев. Именно так мы традиционно разделяли грибы на строго отдельные экологические группы: мутуалистические, паразитические или сапрофитные», — объясняет он.

 

Микены, кажется, находятся где-то посередине между экологическими нишами.

 

«Строгое разделение все чаще ставится под сомнение, и наши исследования Mycena подтверждают размытие границ. Некоторые Mycena нашли свое собственное решение и выполняют несколько различных экологических ролей», — говорит Хардер.

 

Изучив изотопы углерода в Микене, исследователи смогли сделать вывод, что эти грибы являются сапротрофными разлагателями, а также мутуалистическими. И, возможно, даже паразитическое.

 

«Мицены — оппортунисты. В отличие от мухомора, они могут легко расти, не вторгаясь в растения, но если появится такая возможность, это будет отличным бонусом. Они также ищут живые корни, где у них есть азот, поскольку грибы могут легче поглощать азот. чем дерево — по разумной цене», — объясняет Кристофер Багге Хардер.

 

Плата поступает либо в виде углерода от хозяина, пока он жив, либо когда его дружественный хозяин умирает, и терпеливый редуцент приступает к работе. Или, возможно, оба.

 

Благоприятные условия, которых добивается Мицена, по-видимому, связаны с деятельностью человека.

 

«Разумно полагать, что мы, люди, сыграли свою роль в этой адаптации, потому что наши монокультурные плантации, например, лесные массивы, предоставили грибам оптимальные условия для адаптации. Грибы, похоже, воспользовались этой возможностью», — говорит он. 

 

Стоит отметить, что обычно принято выделять три экологические ниши грибного царства. 1. Виды, которые миллионы лет специализировались на жизни за счет неживой растительности, известны как сапротофные грибы. 2. Виды, питающиеся живой растительностью, называются паразитическими грибами. 3. Грибы, которые симбиотически сосуществуют с живыми деревьями и растениями и обмениваются питательными веществами со своим хозяином, известны как мутуалистические.

 

Однако традиционно строгое разделение грибов на три экологические ниши все чаще ставится под сомнение. Мицены — новый пример гриба, который стирает границы.

 

«Специалисты процветают в старовозрастных лесах. В этом сценарии у мицен не так много шансов поселиться на живых деревьях, потому что специализированные грибы уже присутствуют в этой естественной среде и не допускают проникновения других», — говорит миколог.

 

С другой стороны, возделываемые человеком однородные плантации с молодыми растениями одного возраста дают миценам шанс, поскольку специализированные грибы еще не прижились. То же самое относится к суровым условиям, например, в Арктике, или к нарушенным природным условиям, например, там, где много пасущихся животных.

 

«Эти места представляют собой сложные условия для многих организмов, но Микена входит в число тех, которые, похоже, приносят пользу», — говорит Кристоффер Багге Хардер.

 

Недавние исследования показали, что многие деревья несут семена собственного разрушения – или, по крайней мере, семена эффективного распорядителя похорон, поскольку некоторые грибы, которые процветают на их корнях, также готовы начать разлагать их, как только они умрут.

 

После того, как мы, люди, умираем, грибы также часто играют важную роль в последующих процессах. Однако Кристофер Бугге Хардер уверяет, что нам не следует беспокоиться о том, что грибы проникнут в нас, пока мы еще живы.

 

«Человеческое тело, в отличие от деревьев, исключительно способно защитить нас от огромного количества спор, с которыми мы ежедневно сталкиваемся», — говорит он.

 

Тем не менее, в последние годы в мире все больше внимания уделяется грибковым инфекциям как угрозе здоровью человека. Это связано с тем, что важным аспектом защиты человеческого организма является тепло нашего тела, которое непереносимо для многих грибков. В настоящее время ходят предположения, что изменение климата и, в частности, повышение температуры могут привести к адаптации в царстве грибов, которая позволит им выживать при температуре нашего тела.

 

«Не исключено, что группы грибов, соответствующие экологической нише человека, могут развиваться. Но в тропических регионах есть много грибов, которые уже адаптировались к высоким температурам. благодаря нашей эффективной иммунной системе. Поэтому я не вижу причин бояться грибков — или, по крайней мере, не стоит беспокоиться о миценах», — говорит Кристоффер Багге Хардер.