W lipcu zeszłego roku opisałem wielką zmianę w naszym rozumieniu najlepiej znanego wypadku symbiozy: poglądu, że porosty są symbiotycznym partnerstwem grzybów i glonów. Jest to prawda – glony fotosyntetyzują, produkując pokarm dla grzybów, podczas gdy grzyby dostarczają wsparcia, wody i minerałów glonom. Jest tam jednak więcej.
Partnerstwo glony/grzyby odkrył w 1868 r. szwajcarski botanik Simon Schwendener i tego uczyli się wszyscy zajmujący się biologią – do zeszłego roku. Wtedy bowiem
w “Science” ukazał się artykuł Toby’ego Spribille i in. (patrz moje streszczenie
tutaj), pokazując, że jest tam
trzeci partner w tej symbiozie: inny grzyb, ale
grzyby podstawkowe (Basidiomycota – grupa, która obejmuje drożdże) wraz z dobrze znanymi grzybami workowymi (Ascomycota) (te dwie grupy grzybów rozeszły się około 400 milionów lat temu).
Artykuł Eda Yonga w zeszłorocznym “Atlantic” opowiada, jak Spribille, który wychował się w rodzinie fanatyków religijnych w przyczepie w Montanie, był uczony w domu, wyrwał się z tego świata obłędu i doszedł do odkrycia, które wywróciło panujący przez 150 lat pogląd. Jest to wspaniała opowieść z sekwencjonowaniem genomu dwóch porostów, które wydawały się mieć ten sam gatunek grzybów workowych, ale z których jeden okazał się zawierać także geny grzybów podstawkowych. Fakt, że nie zauważono trzeciego partnera w tym związku wyjaśnia trudności, jakie mieli naukowcy przy próbach stworzenia w laboratorium syntetycznych porostów z kombinacji grzybów workowych i glonów. Po prostu brakowało jednego elementu.
Oczywiście Spribille nie pracował sam: jest 12 innych autorów artykułu w “Science”, który opisuje to odkrycie. I nie jesteśmy pewni, że wszystkie porosty mają te trzy składniki: jak dotąd Spribille odkrył, że jest tak w większości „makroporostów”, ale nie we wszystkich. I są inne grupy porostów, których jeszcze nie zbadano. Wreszcie cała ta korekta może prowadzić do rewizji rozumienia tego, co każdy z partnerów dostarcza pozostałym. Najwyraźniej rola glonów jest jasno określona, ale co z tymi dwoma typami grzybów?
W każdym razie ta historia pokazuje niespodzianki, jakie na nas czekają oraz to, jak łatwo w jednej chwili zmienić od dawna ustalony paradygmat – szczególnie teraz, kiedy mamy możliwość sekwencjonowania DNA. Przytoczę tylko jeden fragment artykułu Yonga How a guy from a Montana trailer park overturned 150 years of biology [Jak facet, który mieszkał w przyczepie w Montanie obalił 150 lat biologii]. (Oczywiście tytuł jest przynętą, życiorys Spribille’a jest zdumiewający, ale ma on również doktorat z porządnego uniwersytetu i pracował nad symbiozą we wspaniałym laboratorium - grupie McCutcheona – a ponadto była to współpraca, nie zaś robota jednego faceta.)
Pod mikroskopem porost wygląda jak bochenek ciabata: ma sztywną, gęstą skórkę otaczającą gąbczaste, miękkie wnętrze. Glon tkwi w grubej skórce. Jest tam także znajomy grzyb workowy, ale odgałęzia się do środka, tworząc gąbczaste wnętrze. A grzyby podstawkowe? Są najbardziej zewnętrzną częścią skórki, otaczając pozostałych dwóch partnerów. „Są wszędzie w tej zewnętrznej warstwie” – mówi Spribille.
Mimo ich na pozór oczywistego umiejscowienia zabrało około pięciu lat znalezienie ich. Są osadzone w matrycy cukrów, jak gdyby ktoś je zagipsował. Żeby je zobaczyć, Spribille kupił detergent do prania w Wal-Mart i użył go, by bardzo ostrożnie zdjąć tę matrycę.
A nawet kiedy ujawniono grzyby podstawkowe, nie było łatwe ich zidentyfikowanie. Wyglądają dokładnie tak jak przekrój jednej z gałęzi grzybów podstawkowych. Jeśli nie wiesz, na co patrzysz, nie masz powodu sądzić, że są tam dwa grzyby zamiast jednego – i właśnie dlatego nikt nie zdawał sobie z tego sprawy przez 150 lat. Spribille rozpracował to przez oznakowanie każdego z trzech partnerów innymi cząsteczkami fluorescencyjnymi, które świeciły na czerwono, zielono i niebiesko. Dopiero wtedy trójca stała się widoczna.
Tutaj jest zdjęcie z artykułu, pokazujące drożdże:
I tajemnice pozostają:
“Naprawdę jednak nie wiemy, co one robią - mówi McCutcheon. – A ponieważ istnieją, nie wiemy również, co robią grzyby workowe”. Wszystko, co było im przypisywane, może w rzeczywistości być robotą drugiego grzyba. Trzeba będzie sprawdzić wiele podstaw nauki o porostach i może napisać ją na nowo. „Toby przez wiele lat podejmował olbrzymie ryzyko. I zmienił całą dziedzinę” – mówi McCutcheon.
The lichen story and the guy who revised it
Why Evolution Is True, 17 stycznia 2017
Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska
