Эволюция разворачивается вокруг нас, когда виды борются за выживание или поиск способов сосуществования, но наткнуться на примеры жизни в дикой природе, адаптирующейся прямо на наших глазах, по-прежнему является относительно редкой привилегией.
Таким образом, можно себе представить удивление исследователей, когда они поняли, что род грибов, по-видимому, выходит за пределы биологических границ, которые экологи уже давно используют для их описания. Статья была опубликована в журнале Environmental Microbiology.
Используя генетический и химический анализ, группа микологов под руководством Дании исследовала 10 видов растений из пяти разбросанных мест в поисках следов грибов Mycena, рода, широко известного как шляпочные грибы, насчитывающего около 500 видов.
В грибном царстве виды обычно занимают одну из трех экологических ниш. Микеновые грибы — это разлагатели, или сапротрофы, которые живут за счет мертвых и разлагающихся органических веществ, циркулируя питательные вещества в экосистемах.
В отличие от сапротрофов, паразитические и мутуалистические грибы обитают в живых растениях, либо питаясь растениями, либо обмениваясь питательными веществами со своими хозяевами соответственно.
«Именно так мы традиционно разделяли грибы на строго отдельные экологические группы: мутуалистические, паразитические или сапрофитные», — объясняет Кристофер Бугге Хардер, микробиолог из Университета Осло, который руководил новым исследованием грибов Mycena.
Однако строгое разделение все чаще ставится под сомнение, поскольку экологи пришли к выводу, что грибы не ограничиваются этими упрощенными классификациями.
Предыдущие лабораторные эксперименты показали, что мицены могут проникать в корни живых саженцев в пластиковой посуде, но могут ли они сделать это в дикой природе – когда в игру вступают другие грибы и факторы окружающей среды – осталось неизвестным.
Хардер и его коллеги изучили существующие данные и отобрали больше корней диких растений, обнаружив генетические признаки грибов Mycena у 9 из 10 изученных видов растений, включая растения арктических, альпийских и умеренных широт.
«Используя исследования ДНК, мы обнаружили, что грибы Mycena постоянно обнаруживаются в корнях живых растений-хозяев», — объясняет Хардер. «Это говорит о том, что шляпки находятся в процессе эволюционного развития: от уникальных разлагателей неживого растительного материала до захватчиков живых растений».
Хотя исследование небольшое, его результаты демонстрируют экологическую универсальность грибов и позволяют предположить, что Mycena находится на пути к развитию микоризных способностей: гриб колонизирует корневые ткани растения-хозяина.
Микоризы могут быть как полезными, так и вредными, мутуалистическими или паразитическими, но на основе анализа уровней азота в корнях растений и грибах исследователи определили, что некоторые мицены, похоже, помогают растениям, в которые они проникают – точно так же, как первые микоризные грибы, которые, вероятно, сыграл ключевую роль в том, что растения смогли закрепиться на суше около 400 миллионов лет назад.
«Мы видим, что некоторые мицены обменивают азот, необходимое питательное вещество для растений, на углерод растений», — говорит Хардер.
Что касается того, как Mycena развила эту вновь обретенную способность, исследователи предполагают, что это может быть как-то связано с культивируемыми человеком плантациями, на которых ряд за рядом высаживаются одни и те же виды деревьев.
Хардер и его коллеги отметили полное отсутствие мицены в образцах взрослых деревьев Pinus sylvestris, собранных в национальном парке, тогда как корни другого хвойного дерева из плантационного леса были сильно заражены миценой.
Они предполагают, что мицена может легче проникать в корни молодых саженцев на плантациях, чем в старовозрастных лесах, где уже процветают специальные грибы.
Для проверки теории необходимы дополнительные исследования, хотя Хардер говорит, что «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».
«Похоже, что грибы воспользовались этой возможностью», — говорит он.
