Гриб-«паразит» мог появиться на 18 миллионов лет раньше муравьёв, с которыми живёт сегодня
Род грибов Escovopsis, ранее считавшийся паразитом грибов, выращиваемых муравьями, может иметь гораздо более сложные экологические функции. Согласно исследованию в журнале Communications Biology, одно из доказательств — его появление на 18 миллионов лет раньше муравьёв, с которыми он ассоциируется сегодня.
Выводы основаны на анализе 309 штаммов рода Escovopsis, собранных в восьми странах Америки. Изучив фрагменты геномов, морфологические характеристики, географическое распространение и филогению, исследователи определили связь с муравьями-листорезами за последние 38 миллионов лет. Escovopsis появился 56,9 миллиона лет назад.
«Наша главная гипотеза — они возникли в ассоциации с предковыми группами грибоводческих муравьёв, а затем начали сосуществовать с современными листорезами 38 миллионов лет назад. Другая возможность — они жили в ином контексте в течение тех начальных 18 миллионов лет, вне связи с муравьями, например, как колонизаторы листьев или деструкторы органики», — объясняет первый автор исследования Кими Видаурре Монтоя.
Муравьи-листорезы (подтриба Attina) выращивают грибы для питания. Согласно более ранней работе группы в журнале Science (2024), этот мутуализм возник около 66 миллионов лет назад.
«Наша текущая работа посвящена Escovopsis — роду грибов, который не культивируется муравьями, но присутствует в колониях некоторых видов и может убивать их культивируемые грибы. Из-за этого его называют "паразитом", хотя на самом деле только 1 из 24 известных видов вызывает инфекцию у грибов, выращиваемых муравьями», — уточняет Монтоя.
Адаптации к муравейникам
Авторы отмечают, что Escovopsis претерпел морфологические и физиологические адаптации в ходе эволюции, по-видимому, для повышения репродуктивной эффективности и приспособления к жизни внутри муравейников. Изменения в основном касались везикул, производящих конидии (структуры для бесполого размножения).
«Везикулы меняют форму от шаровидной у видов, близких к общему предку, до цилиндрической у более поздних видов. Эти изменения могли быть ответом на барьеры, создаваемые муравьями или их симбиотическими грибами», — говорит Монтоя.
Физиологические данные показывают, что скорость роста, количество везикул, а также производство и жизнеспособность конидий постепенно увеличивались по мере диверсификации рода. Виды с цилиндрическими везикулами могут расти быстрее. Их тонкие удлинённые везикулы производят значительно больше жизнеспособных конидий, чем шаровидные структуры древних групп.
«По-видимому, существует коэволюция между муравьями, симбиотическими грибами и Escovopsis. Мы не знаем, эволюционировали ли они, чтобы стать паразитами, или это оппортунисты, питающиеся остатками. Но если бы это был специализированный вирулентный патоген, он разрушал бы систему независимо от её состояния», — отмечает Монтоя.
Малоизученные грибы
Это исследование — часть более масштабной работы по роду Escovopsis. Ранее в ходе этой работы были описаны два новых рода (ранее классифицировавшихся как Escovopsis) и 13 новых видов Escovopsis, ещё около десяти ждут описания.
«Эти грибы всё ещё плохо изучены с физиологической и экологической точек зрения. Поэтому преждевременно считать их всех паразитами. Наши исследования показывают, что у них могут быть другие функции, и они могут жить в колониях в относительной гармонии», — считает Монтоя.
По словам исследователя, только вид Escovopsis weberi доказанно вызывает инфекции у культивируемых грибов. Эксперименты показывают, что многие штаммы не убивают грибы в присутствии муравьёв.
In vitro эксперименты, подтверждающие паразитизм, игнорируют тот факт, что поражённые грибы полагаются на защиту муравьёв и их гигиеническое поведение, которое действует как социальная иммунная система.
«Некоторые более вирулентные грибы муравьи сразу удаляют из колонии. Однако в экспериментах с Escovopsis они не придают ему большого значения», — заключает исследователь.