Jedną z klasycznych historii w biologii, nauczanej praktycznie rzecz biorąc wszystkim uczniom, jest fakt, że to, co nazywamy „porostami”, w rzeczywistości jest kombinacją odlegle spokrewnionych gatunków: gatunku glonów i gatunku grzybów. (Czasami „glon” jest w istocie gatunkiem cyjanobakterii (sinic), nazywanych dawniej „niebieskozielonymi glonami”, ale nie są to tylko glony).
Jest to przedstawiane jako model prawdziwej
symbiozy, w której dwa żyjące razem gatunki dostarczają sobie wzajemnie korzyści. W wypadku porostów glony dostarczają produktów fotosyntezy jako składników odżywczych, podczas gdy grzyb dostarcza struktury, ochrony, składników odżywczych i wilgoci. Ko-ewoluowały do tego stopnia, że choć glonowego partnera można czasami znaleźć żyjącego samodzielnie, grzyb
nigdy nie żyje sam. Wreszcie, większość (ale nie wszyscy) grzybowi partnerzy w porostach są
Ascomycota („grzyby workowe”), gromada w królestwie grzybów.
Porosty niesłychanie różnią się formami, zależnie od partnerów; tutaj są trzy przykłady wzięte z Wikipedii:
No cóż, klasyczna opowieść została właśnie skorygowana w nowym artykule w „Science” online autorstwa Toby’ego Spribille’a i in. (odnośnik poniżej). Spribille z współpracownikami zauważyli, że chociaż to partnerstwo opisywano od dziesięcioleci, próby rekonstrukcji porostów w laboratorium przez zestawienie partnerów grzybowego i glonowego zawsze zawodziły: badaczom po prostu nie udawało się otrzymać charakterystycznej budowy widzianej w naturze. Ich nowe badanie daje zdumiewający wynik, który może wyjaśnić to niepowodzenie: jest tam trzeci partner w tej symbiozie i jest to jeszcze jeden grzyb – drożdże, które są „grzybem podstawkowym”, inną gromadą, która obejmuje grzyby, jakie znamy z lasów i purchawki.
Pokrótce: Spribille i in. odkryli nowego partnera, kiedy badali dwa porosty, które wyglądały zupełnie inaczej (jeden wytwarzał kwas, który powodował jego żółty kolor), ale okazało się, że mają tych samych partnerów glonowego i grzybowego. Były właściwie tym samym gatunkiem porostu (choć rozgraniczenie gatunków jest w tej grupie trudne). Dlaczego tak się różniły? Badacze postanowili zbadać ekspresję genów w tych dwóch porostach, używając genów, które zidentyfikowali w grzybach i glonach. Nie znaleźli żadnej różnicy. Kiedy jednak rozszerzyli poszukiwania na inne rodzaje grzybów, odkryli, że w jednym poroście były grzyby podstawkowe, których nie było w drugim, choć nie powinno było tam być żadnych grzybów podstawkowych.
Następnie ustalili, że drugi porost także miał trzeciego partnera, grzyba podstawkowego, ale te grzyby podstawkowe były różne. Chociaż tylko 42 z 56 zbadanych rodzajów porostów miało grzyby podstawkowe (wskazując, że partnerstwo nie musi wymagać go we wszystkich porostach), ich wnioskiem jest to, że „grzyby podstawkowe są powszechnie i globalnie stowarzyszone z makroporostami o największej na świecie radiacji gatunków”.
Na koniec dokonali wizualizacji komórek, co było trudne, ponieważ są nieliczne i tkwią w korze (skórze) porostów. Wreszcie udała im się wizualizacja komórek drożdży, odkrytych początkowo jedynie przez transkrypcję genową, przez analizę “FISH” (fluorescent in situ hybridization – fluorescencyjna hybrydyzacja in situ). I wtedy zobaczyli to:
Niewiedza o obecności jeszcze jednego partnera grzybowego może wyjaśnić, dlaczego naukowcom nie udawało się zsyntetyzowanie porostów z ich składników: nie uwzględniali trzeciego partnera.
A dlaczego nie odkryto wcześniej tego trzeciego partnera? Autorzy sugerują, że jego geny po prostu nie były widoczne w normalnej procedurze sekwencjonowania genów, ponieważ może ona być nastawiona na wykrywanie genów obecnych w większych ilościach.
Pokazuje to, że od dawna ustalone opisy mogą być radykalnie korygowane przez nowe odkrycia i że klasyczne opowieści o tej symbiozie muszą zostać poprawione. Dopiero dowiemy się, czy ten nowy, trzeci partner jest rzeczywiście niezbędny, by utworzyły się porosty, czy naprawdę uczestniczy w symbiozie, dając korzyści swoim dwóm partnerom i otrzymując coś w zamian. Może nawet być pasożytujący lub neutralny wobec jednego z dwóch partnerów i mieć inne stosunki z drugim. Klasyczne zakończenie artykułu naukowego: „Pozostaje wiele pracy do wykonania”.
________
Spribille, T. et al. 2016. Basidiomycete yeasts in the cortex of ascomycete macrolichens. Science. Published online 21 JUL 2016 DOI: 10.1126/science.aaf8287
Classic story revised: lichens are fungus + algae yeast + another fungus
Why Evolution Is True, 25 lipca 2016
Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska
