Скрытый почвенный гриб, теперь изученный, образует отдельный класс
Тип гриба, который скрывался под землей миллионы лет и был известен науке только по своей ДНК, удалось культивировать, сфотографировать, назвать и определить его место на древе жизни.
Исследователи утверждают, что он представляет собой совершенно новый класс грибов: Archaeorhizomycetes. Это открытие, как и недавнее обнаружение странного водного гриба, позволяет заглянуть в богатое разнообразие микроорганизмов, которые делят с нами мир, но остаются невидимыми.
О находке, сделанной учеными из Мичиганского университета, Шведского университета сельскохозяйственных наук, Имперского колледжа Лондона и Королевских ботанических садов, а также Абердинского университета, сообщается в выпуске журнала Science от 12 августа.
Несмотря на то, что гриб был невидим, было известно, что он чрезвычайно распространен в почве. Его присутствие обнаруживалось в исследованиях экологической ДНК — генетического материала живого организма, который выявляется в массовых пробах окружающей среды, таких как образцы почвы или воды.
«Вы не могли взять пробу почвы, не найдя его следов, — говорит Тимоти Джеймс, доцент экологии и эволюционной биологии Мичиганского университета. — Поэтому все очень хотели знать, как он выглядит».
Это стало возможным благодаря работе шведских исследователей под руководством миколога Анны Рослинг. Ученые изучали микоризу — грибы, колонизирующие корни растений, — когда обнаружили, что некоторые корневые окончания содержат не только интересовавшие их микоризные грибы, но и незнакомый гриб.
«Культивируя микоризные грибы из корней хвойных, мы были взволнованы, обнаружив, что одна из культур представляет этот незнакомый гриб», — сказала Анна Рослинг.
Позже культура была идентифицирована как член Soil Clone Group 1 (SCG1) — повсеместно распространенной, но загадочной линии, известной только по экологической ДНК. «Он не образует каких-то сумасшедших структур, которые никто никогда не видел», — признает Джеймс. Но сам факт наблюдения и фотографирования формы жизни, которая до сих пор была невидима, — уже повод для волнения.
Получив в руки представителя этой неуловимой группы, ученые смогли изучить ее детальнее, чем когда-либо, с помощью электронной микроскопии, секвенирования ДНК и исследований роста in vitro. Культивированный гриб оказался медленнорастущей формой, которая не производит типичных воздушных или водораспространяемых спор, характерных для большинства грибов. Это говорит о том, что он, возможно, никогда не видит дневного света.
«Обнаружив, что он медленно растет и производит споры только в почве, мы можем объяснить, почему его так долго не удавалось культивировать», — говорит Джеймс. Исследователи также провели эксперименты, чтобы понять, как гриб, названный Archaeorhizomyces finlayi, взаимодействует с окружающей средой и другими организмами.
«У нас нет доказательств, что он патогенный; нет доказательств, что он мутуалистичен и приносит растению пользу, — говорит Джеймс. — Это немного скучный гриб». Однако он может помогать разлагать и перерабатывать мертвые растения — обычная и чрезвычайно важная работа для грибов. Намеки на эту роль дает наблюдение, что A. finlayi растет в лаборатории, если обеспечить его пищей в виде глюкозы или целлюлозы (основного структурного компонента клеточных стенок растений).
«Поскольку он так распространен в почве, он должен быть очень успешен в том, что делает, и эта роль должна быть экологически значимой», — говорит Рослинг.
Исключив некоторые типичные роли грибов (патоген, безвредный эндофит, участник микоризной ассоциации), исследователи надеются в ходе дальнейших экспериментов выяснить, какую именно роль этот гриб играет в природе и как взаимодействует с растениями и другими грибами.
«На данный момент мы все еще находимся на ранних стадиях понимания того, что он там делает», — говорит Джеймс.
Теперь, когда у ученых есть культура, они могут секвенировать практически любой нужный ген. Полученная информация в сочетании с данными ДНК из предыдущих исследований показала, что A. finlayi принадлежит к эклектичному подтипу Taphrinomycotina. К другим его представителям относятся дрожжи Schizosaccharomyces, часто используемые в исследованиях клеточной биологии и эволюции, и Pneumocystis, который может вызывать пневмонию у людей с ослабленным иммунитетом.