Исследование древней линии микроскопических грибов опровергает предположения об их генетических связях

Основное недавнее исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, показывает, что эволюционные представления микологов, основанные на высших грибах (например, шампиньонах, плесневых грибах и дрожжах), ошибочны для низших грибов.

«Признаки, которыми обладают высшие грибы, не характерны для низших, рано ответвившихся грибов», — заявил Раберн Симмонс, куратор коллекции грибов Гербария Университета Пердью.

Эволюционная история часто игнорируемой линии хитридиомицетов (chytrid fungi) десятилетиями ставила учёных в тупик. Исследование начало прояснять сложные детали этой линии, которая отделилась от общего предка, которого она делит с животными, около 750 миллионов — 1 миллиарда лет назад.

«Оно опровергает многие наши предположения о рано ответвившихся грибах и об увеличении сложности грибов по мере продвижения вверх по эволюционному древу», — сказал Симмонс. — «Мы показали, что хитридиомицеты всё ещё обладают множеством черт, связывающих их с этим общим предком».

Ключевым аспектом исследования было выяснение родства между грибами с разными репродуктивными стратегиями. Гаплоидные организмы (с одним набором хромосом) размножаются митозом. Диплоидные организмы (с двумя наборами хромосом) чаще размножаются мейозом, производя гаплоидные гаметы.

«Мы обнаружили, что основные предположения о том, что гаплоидный образ жизни порождает диплоидный, а сложность возрастает в пределах царства грибов, — неверны. Эти организмы размножались митозом, но не всегда были гаплоидными; некоторые были диплоидными», — пояснил Симмонс.

Исследователи пришли к выводу, что эволюция грибов протекала более постепенно и разнообразно, чем предполагалось ранее. Их работа подтвердила новую классификацию хитридиомицетов.

Если в начале 2000-х годов признавалось пять порядков хитридиомицетов, то теперь три из них стали самостоятельными типами (phylum), а некоторые роды из оставшихся двух также выделены в отдельные типы.

В исследовании использовалась коллекция культур грибов Мичиганского университета, которую основал Симмонс. Около половины из 1200 изолятов в этой коллекции поступило из лаборатории Джойс Лонгкор в Университете Мэна. Соавторы из Объединённого института генома Министерства энергетики США секвенировали геномы 69 хитридиомицетов.

«Было приятно работать с Раберном, который стал отличным мостом между традиционными подходами микроскопии и современными методами геномики», — сказал Тимоти Джеймс из Мичиганского университета, руководивший исследованием.

Новая работа опирается на труды ведущих экспертов XX века по хитридиомицетам — Джона Карлинга (Университет Пердью) и Фредерика Спарроу (Мичиганский университет). «У них кое-что было правильно, а кое-что — нет. Надеюсь, мы сможем синтезировать лучшее из их работ и наших данных», — отметил Симмонс.

Джойс Лонгкор, описавшая печально известный вид хитридиомицетов, вызывающий массовую гибель и вымирание земноводных, прокомментировала историческую связь: «Спарроу и Карлинг не были близки. А теперь у Тима Джеймса есть прекрасная лаборатория в Мичиганском университете, где Спарроу написал большую монографию, включающую хитридиомицетов. И теперь Раберн в Пердью. Это интересная связь между Мичиганом и Пердью».