Таинственная жизнь грибов. Удивительные чудеса скрытого от глаз мира

Дрожжи – это одноклеточные грибы, а следовательно, микроорганизмы, которые размножаются почкованием или простым делением. Поэтому их называют почкующимися дрожжами, или почкующейся плесенью. В большинстве своем дрожжи принадлежат к сумчатым грибам (аскомикотам), одной из двух крупных эволюционных линий грибов, к которой относятся до 98 % всех образующих лишайники грибов, поэтому в научной литературе принято простое наименование: «лихенизирующие аскомицеты» (в переводе: сумчатые грибы, превращающиеся в лишайник). Незначительное меньшинство лишайников образуется базидиомикотами, которые в таких случаях выступают в роли опорного микобионта. Именно по этой причине было так велико удивление специалистов, когда удалось установить, что есть и третий партнер-гриб – дрожжевой гриб рода Cyphobasidium. Согласно данным исследований, проведенных на самых разнообразных лишайниках в самых разнообразных частях мира, Cyphobasidium обнаруживается всегда. Вероятно, читатель уже испытывает легкое раздражение от корня basidium в названии гриба, потому что он только что прочитал, что большинство дрожжей принадлежит к сумчатым грибам, аскомицетам. Но это не относится к Cyphobasidium, поскольку он является базидиомицетом из группы, родственной грибам порядка ржавчинных грибов. Большинство представителей этой группы являются паразитами растений, животных и грибов, но из их среды «вынырнул» один симбиотический партнер.

Тоби Шприбилле, биолог из Института микологии Грацкого университета, занимающийся проблемами эволюции, с восторгом отозвался о новом открытии своей международной команды, которая исследовала геномы многочисленных лишайников со всего мира: «Эти данные потрясли до основания наши фундаментальные знания о лишайниках. Нам надо заново изучать, как возникли эти живые существа и кто и какую функцию выполняет в симбиотическом партнерстве». С точки зрения эволюции дрожжевые грибы уже давно участвуют в этом симбиозе. Специалисты предполагают, что они помогают защищать от микробов «суперорганизм лишайник», составной частью которого являются. Важную роль в этих исследованиях сыграл лишайник Vulpicida canadensis, который часто растет на древесной коре в Северной Америке. Наименование Vulpicida было введено в систематику в 1993 году, причем название было составлено из двух латинских корней – Vulpes (лисица) и cida (убийство). То есть Vulpicida в переводе с латинского означает «убийца лис». Действительно, еще великий миколог Фриз сообщал, что в Швеции этот лишайник применяют для отравления лисиц.

Кто третий в этом союзе?

Первые подозрения возникли при изучении лишайников Bryoria tortuosa и Bryoria fremontii, в составе которых один и тот же гриб и одна и та же водоросль. Первый лишайник окрашен в желтый цвет и в большом количестве вырабатывает токсичную вульпиновую кислоту, которая и придает ему этот цвет. Bryoria fremontii имеет коричневую окраску и не содержит вульпиновой кислоты. Как могут два одинаковых партнера создать лишайники с абсолютно несхожими свойствами? Почему один лишайник ядовит для млекопитающих, а другой – нет?

Этот вопрос вдохновил Тоби Шприбилле на дальнейшие исследования. Содержащуюся в лишайниках ДНК проанализировали самым тщательным образом, начались кропотливые и трудоемкие поиски в «генном супе» лишайников. Только после того как возникла гипотеза о том, что здесь предстоит открыть что-то совершенно новое, был обнаружен дрожжевой гриб Cyphobasidium. Новое, упрощенное определение лишайника выглядит теперь так: 1 сумчатый гриб + 1 опорный гриб + 1 фотосинтезирующая водоросль или цианобактерия = лишайник.

Хорошо сыгранная команда

Естественно, встал вопрос: как получилось, что хорошо известный Cyphobasidium мог так долго ускользать от внимания ученых? Без современных молекулярно-генетических методов нам, вероятно, еще долго пришлось бы ждать этого открытия. Больше ста лет множество лихенологов (специалистов по лишайникам) исследовало названные лишайники, и ученые не смогли открыть неизвестное третье, которое представляет собой существенную для выживания лишайника его составную часть. Было известно, что оба сильно различающиеся партнера так хорошо дополняют друг друга, что лишайник обладает свойствами, которых по отдельности лишены водоросль и гриб. Теперь выяснилось, что речь идет о тройном симбиозе: без этого теперь уже известного третьего остальные два участника жить не могут. Cyphobasidium в составе лишайников был обнаружен по всему миру – от Антарктиды до Японии и от Южной Америки до Эфиопии. Сравнение генетического материала показало: три члена организма лишайника имеют долгую совместную историю. Согласно теории, участвующий в симбиозе гриб развивался в лишайнике с самого начала, а не явился «современным» изобретением эволюции.