Для лишайника четвертый не лишний?

Едва ли кто-то разбирается в симбиозах лучше, чем братцы лишайники. Симбиозы, конечно, есть у всех. Но если лишить, к примеру, мышь всех ее микробных симбионтов – она будет жить, хотя чувствовать себя будет неважнецки. Зато останется мышью. А вот лиши лишайник водорослей – и он перестанет быть лишайником. Он станет обычным грибом, и то ненадолго – без фотосинтезирующих друзей ему не выжить. Лишайник – организм, созданный симбиозом. Он существует только в том случае, если объединяются два товарища – гриб и водоросль. И гриб.

В 2016 году научный мир был взбудоражен сенсационным открытием: кустистые и листоватые лишайники (макролишайники) состоят не из двух, а из трех симбионтов – гриба-аскомицета, одноклеточных водорослей и грибов-базидиомицетов! Последние формируют внешний слой лишайника, своего рода дрожжевую обертку для основного гриба и тусующихся в нем водорослей. Это все настолько примечательно, что имеет смысл прочитать об этом подробнее. Та наша статья заканчивается хитрой улыбкой Тоби Шприбилле, ведущего автора открытия, с намеком на существование четвертого симбионта. И теперь мы тоже знаем, что в некоторых лишайниках этот симбионт действительно есть, и нам известно, кто он. Это гриб.

Лишайник Letharia vulpina дрожит на ветке в штате Альберта (Канада). Фото: Terry Thormin.

Вы видели волчью летарию (Letharia vulpina) – этот ветвистый лишайник растет на хвойных деревьях Европы и Северной Америки и похож на нервную систему пришельца, в спешке оставленную им на Земле. Это один из тех лишайников, в которых Шприбилле обнаружил дрожжи Cyphobasidium в качестве третьего симбионта. Вера Туовинен из Уппсальского университета (Швеция), одна из соавторов того исследования, присмотрелась к летарии поближе и в микроскоп разглядела грибные клетки, которые нельзя было отнести ни к аскомицету, чье имя носит лишайник (так принято в лихенологии), ни к уже знакомым нам цифобазидиумам. Анализ ДНК тоже указывал на присутствие грибных генов, не свойственных ни аскомицету Letharia, ни базидиомицету Cyphobasidium: атипичные гены принадлежали дрожалке, или Tremella. Еще один базидиомицет! Третий гриб.

Не то чтобы дрожалку не находили раньше в лишайниках. Находили. В трех экземплярах волчьей летарии Tremella формировала припухлые структуры наподобие галлов, так что ее тогда недолго думая записали в паразиты лишайника. Но у большинства летарий, исследованных Туовинен, не было никаких галлов! Клетки Tremella – в доселе невиданной для дрожалки форме дрожжей – обнаружились в корковом слое лишайников, рядышком с клетками Cyphobasidium и в близком контакте с зелеными водорослюшками Trebouxia. Вера изучила более 300 образцов шести видов Letharia из США и Европы – и почти у всех была «дрожжалка».

Население коркового слоя лишайника Letharia vulpina: одноименный аскомицет и водоросли (красные клетки), базидиомицет Cyphobasidium (желтые клетки), базидиомицет Tremella (зеленые клетки). Синим подсвечиваются ядра.

Не стоит удивляться тому, что лихенологи до сих пор не замечали базидиомицетовых дрожжей в одном из самых излюбленных объектов своих исследований. Под обычным микроскопом все грибные клетки выглядят одинаково, и Шприбилле с Туовинен удалось их различить только с помощью флуоресцентных меток, специально разработанных для подсвечивания генов конкретных грибов. И это стало возможным только после того, как метагеномный анализ выявил эти гены среди всех генов лишайника. В предыдущих исследованиях гены базидиомицетов упускались из виду потому, что их никто не искал намеренно, целенаправленный поиск велся только среди генов аскомицетов, ведь считалось, что иных грибных симбионтов в макролишайниках не бывает, а присутствие нетипичных грибных клеток объяснялось случайным залетом или инфекцией.

Может, и дрожжи дрожалки – тоже инфекция? Не исключено. Только уж подозрительно распространенная инфекция получается. А если Tremella и впрямь симбионт, то чем конкретно она занимается в лишайнике? Чтобы установить это, необходимы эксперименты по выращиванию летарии с ней и без нее или с возможностью исключения дрожалки из жизни лишайника методами генной инженерии, дабы поглядеть, что с ним станется. Вдруг он без дрожи и страха накинется на ученых и высосет им мозги, чертов пришелец.

Галл дрожалки на теле волчьей летарии. В свете новых данных его можно рассматривать не как форму паразитизма гриба на лишайнике, а как вариант развития одного из грибных симбионтов.

Сколько вообще симбионтов может быть в лишайнике? «Лично я не знаю, – честен Тоби Шприбилле, – но думаю, это зависит от лишайника. Едва ли есть какая-то одна конфигурация, которая делает лишайник лишайником». Лишайники возникали в процессе эволюции много раз независимо друг от друга, на основе разных грибов-аскомицетов и с различными фотосинтезирующими симбионтами – водорослями и/или цианобактериями. Так что не стоит ожидать, что все эти симбиозы будут включать в себя одинаковое число участников. У бриорий, как выяснилось недавно, их три: аскомицет Bryoria, водоросль Trebouxia и базидиомицет Cyphobasidium. У летарий, как понятно теперь, помимо Letharia, Trebouxia и Cyphobasidium есть еще и Tremella. Вероятно, имеется она и у ряда других лишайников, в чьих метагеномах выявлены ДНК дрожалок. Независимо от того, в каких отношениях все эти компоненты друг с другом состоят, постепенно становится понятно: лишайники – не просто организмы, а целые экосистемы, созданные симбиозом.


Текст: Виктор Ковылин. Научная статья: Current Biology (Tuovinen et al., 2019)

Все права на данный текст принадлежат нашему журналу. Если вам понравилось его читать и вы хотите поделиться информацией с друзьями и подписчиками, можно использовать фрагмент и поставить активную ссылку на эту статью – мы будем только рады. С уважением, Батрахоспермум.

Вас также могут заинтересовать статьи:
Для лишайника третий не лишний
Редкий симбиоз: актинии на губках
Уникальный лишайник-галлюциноген из Эквадора


Комментарии:

Высказать свое мудрое мнение