Nikczemne grzyby naśladują kwiaty trawy, by ułatwić własne rozmnażanie się

Jest kilka znanych przykładów grzybów, które przejmują rozwój rośliny-gospodarza i produkują pseudokwiaty, żeby przyciągnąć owady. Te pseudokwiaty, choć stworzone z roślinnego materiału, są także pokryte strzępkami grzybów. Grzyby w jakiś sposób skłaniają roślinę, by produkowała przypominającą nektar substancję. Zarówno pseudokwiat, jak nektar przyciągają zapylające owady, które zamiast zbierać pyłek pokrywają się zarodnikami grzybów. Pokryte zarodnikami owady lecą dalej i zakażają kolejną roślinę. W ten sposób grzybowi udaje się szerzyć swoje geny, a także dokonać krzyżowania z innym grzybem na innej roślinie (niektóre grzyby mają „płeć” lub typy do krzyżowania). Jest to rodzaj grzybowego rozmnażania, tak jak zapylanie jest rodzajem rozmnażania roślin.  

W omawianym tutaj przypadku mamy coś innego: grzyb, który zakaża roślinę, sam przyjmuje postać kwiatu, który wygląda zadziwiająco podobnie do kwiatu gospodarza. Wydziela także pigment, który przyciąga owady, włącznie z pigmentami w spectrum światła UV. A także wydaje się, że grzyb wydziela lotne substancje chemiczne, identyczne do tych, jakich używa kwiat gospodarza do przyciągnięcia pszczół.

Czy wspomniałem, że grzyb także sterylizuje roślinę-gospodarza (kwitnącą trawę), żeby grzyb nie musiał konkurować z kwiatami trawy o zapylaczy?  

Dwa gatunki trawy atakowanej przez grzyba znajdują się w zachodniej Gujanie i są to Xyris setigera i Xyris surinamensis. Obie trawy atakuje grzyb Fusarium xyrophlium, nowy gatunek opisany przez tych autorów. Kiedy grzyb zakaża trawę, sterylizuje ją, żeby nie produkowała kwiatów ani owoców, a grzyb zabiera się do systematycznej infekcji rośliny. Zakażenia są wyrywkowe na Gujanie; nie wszystkie trawy je mają, a większość ich nie ma.

Po pewnym czasie od zakażenia strzępki grzyba rosną w “pseudokwiat” na czubku trawy, który jest zadziwiająco podobny do rzeczywistego kwiatu tej trawy. Spójrzcie na ilustrację z artykułu. Pierwsze trzy zdjęcia pokazują “kwiaty” grzyba i tylko ostatnie jest naturalnym kwiatem trawy. Fałszywe kwiaty na trzech zdjęciach po lewej stronie składają się wyłącznie ze strzępków grzyba; nie są stworzone z komórek rośliny, “kierowanej” przez grzyba, by przyjąć kształt kwiatu, jak w poprzednio wspomnianych wypadkach.

Czy fałszywe kwiaty przyciągają owady? Tak, zaobserwowano, że przyciągają pszczoły, choć obserwacje nie trwały długo.  

Czy pszczoły przenoszą zarodniki grzyba, jakie osiadają na nich, kiedy próbują wydostać nektar z grzybowego kwiatu? Nie wiemy. Grzyb jest “autosterylny” i ma różne krzyżujące się ze sobą typy, więc jest prawdopodobne, że te fałszywe kwiaty wyewoluowały nie tylko po to, by rozprzestrzeniać grzyba, ale by umożliwiać krzyżowanie, ponieważ oblepiona zarodnikami pszczoła prawdopodobnie znowu da się oszukać i lądując na innym sztucznym kwiatku połączy dwa zarodniki.

Czy te same pszczoły zapylają prawdziwe i fałszywe kwiaty? To jest zasadnicze, ponieważ w mimikrze chodzi o oszukanie normalnych zapylaczy. Ale tego też nie wiemy. Proszę jednak zauważyć, że fałszywy kwiat ma ten sam kształt i kolor co prawdziwy.

Ciekawe jest to, że poza sterylizowaniem trawy grzyby wydają się nie wywierać na nią żadnych szkodliwych efektów. I tego grzyb “chce”, ponieważ jego rozmnażanie się zależy od pozostawienia trawy przy życiu.

Pszczoły widzą nie tylko widzialne dla nas światło ale także UV. Autorzy wydobyli składniki pigment z grzyba i znaleźli tam pigmenty widzialne w spektrum UV. A więc pszczoły widzą więcej niż my. Nie wiemy jednak, jak fałszywe kwiaty wyglądają dla pszczół ani czy wzrok pszczeli czyni, że fałszywe kwiaty wyglądają bardziej jak prawdziwe kwiaty trawy. (Jest wiele pytań bez odpowiedzi, jakie podnosi to badanie.)

Autorzy przyjrzeli się również lotnym substancjom chemicznym grzyba i kwiatu, żeby zobaczyć, czy mają coś wspólnego; to jest, czy grzyb naśladował nie tylko wygląd, ale także zapach kwiatu. Ponieważ autorzy nie mogli wrócić na Gujanę z powodu pandemii, użyli spokrewnionego kwiatu, X. laxifolia z Karoliny Północnej do porównania z hodowanym w laboratorium grzyba. Chromatografia gazowa ujawniła tylko jeden lotny składnik wspólny dla grzyba i kwiatu trawy: 2-ethylheksanol. Wiadomo jednak, że ten związek dość silnie przyciąga pszczoły.

Choć pozostaje wiele pytań, w zasadzie można znaleźć na nie odpowiedzi, a w tym artykule opisany jest unikatowy system: kolejny dziwaczny sposób, na jaki działa ewolucja. Oto kilka pozostałych pytań:

a.) Czy grzyby niezależnie wyewoluowały zdolność tworzenia fałszywych kwiatów  w obu gatunkach trawy? (Zgaduję, że nie.) 

b.) Czy zapylacze rzeczywiście przenoszą zarodniki między zakażonymi trawami? (Zgaduję że tak; po co bowiem grzyby wyewoluowały taką skomplikowaną zdolność tworzenia naśladowczych kwiatów?)

c.) Co w zakażaniu trawy czyni, że grzyb jest zdolny do tworzenia przypominających kwiat kształtów? Czy jakiś składnik lub gen w samej trawie skłania grzyb do robienia tego?

d.) Jak podobny jest kwiat trawy do “kwiatu” grzyba w oczach pszczoły?

e.) Jakie inne składniki “kwiatu” grzyba przyciągają owady i czy są one podobne do składników zapachowych kwiatu trawy?

Jak mówi Druga Zasada Ewolucji Orgela: “Ewolucja jest mądrzejsza od ciebie”. A w tym wypadku była bardzo mądra!

h/t: Jean

____________________

Laraba, I., S. P. McCormick, M. M. Vaughan, R. H. Proctor, M. Busman, M. Appell, K. O’Donnell, F. C. Felker, M. Catherine Aime, and K. J. Wurdack. 2020. Pseudoflowers produced by Fusarium xyrophilum on yellow-eyed grass (Xyris spp.) in Guyana: A novel floral mimicry system? Fungal Genetics and Biology 144:103466.

Nefarious fungus mimics a grass flower to facilitate its own transmission

Evolution Is True, 14 lutego 2021

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska