Мухоморы пожертвовали самостоятельностью в пользу жизни с деревьями

Мухоморы произошли от грибов, которые сами получали для себя все необходимое. Чтобы научиться формировать микоризу, им пришлось отказаться от ферментов, расщепляющих сложные органические вещества, и в результате потерять самостоятельность.

Когда мы говорим о грибах, то в первую очередь вспоминаем съедобные шампиньоны, лисички, опята, а ещё… мухоморы. И неудивительно: мухоморы кишмя кишат в детских книжках, мультфильмах, чудовищных росписях на стенах детских садов и т. п. Но канонический мухомор, с красной шляпкой в белых хлопьях, — это лишь один вид, мухомор красный. В целом же род мухоморов необычайно разнообразен и насчитывает несколько сотен видов, как съедобных (да-да!) — вроде кесарева гриба, так и смертельно опасных — в варианте бледной поганки.

Однако, независимо от их токсичных свойств, все мухоморы приносят большую пользу деревьям. Это одни из важнейших микоризообразователей. Их мицелий оплетает корни растений, образуя микоризу и помогая растению поглощать питательные вещества (взамен получая синтезированные растением органические соединения). Исследователи из Гарвардского университета (США) решили проследить, как развивались отношения мухоморов с растениями и на какие изменения пришлось пойти грибам, чтобы установить этот чрезвычайно выгодный симбиоз. Чтобы восстановить облик древнейшего предка мухоморов, ученые проанализировали геном около ста видов (примерно одна шестая всего рода). Степень родства видов между собой оценивалась по изменениям в нескольких генах, кодирующих ферменты расщепления целлюлозы.

В статье, опубликованной в сетевом издании PLoS ONE, авторы пишут, что некогда мухоморы были, если можно так выразиться, «вольными грибами». Они занимались разложением мертвой органики, в том числе целлюлозы, и ни о каком симбиозе не помышляли. Впоследствии, однако, род принял решение о том, что сотрудничать с высшими растениями выгоднее, и грибы стали входить в симбиоз с деревьями и совершенствовать микоризу. Но за это пришлось заплатить определённую цену — отказаться от генов, за счет которых мухоморы раньше перерабатывали целлюлозу. Чем моложе гриб с точки зрения эволюции, тем меньше у него следов присутствия этих генов. В первую очередь исчезали ферменты, которые отвечали за самые первые этапы переработки целлюлозы. Белки, подключавшиеся к этому процессу позже, сумели сохраниться даже у относительно молодых видов.

Останься эти гены в полном составе — никакого сотрудничества не вышло бы: гриб мог в любой момент атаковать ткани партнёра. Сейчас микориза — один из самых выдающихся примеров симбиоза, но без корней дерева грибу пришлось бы выживать. Можно сказать, что мухоморы пожертвовали самостоятельностью в обмен на симбиоз, и сейчас они не могут расти сами, даже на исключительно богатой почве.

По словам ученых, мухоморы не колебались и не делали шагов назад: переход от самостоятельной жизни к симбиозу в их роду случился только раз и был необратим. Скорее всего, по такой же схеме развивались многие симбиотические взаимоотношения: партнерам приходится жертвовать какими-то свойствами, чтобы симбиоз вполне удался. Но мухоморы в своем безвозвратном отказе от расщепления целлюлозы пошли по наиболее бескомпромиссному пути.

Подготовлено по материалам Phys.Org.