Почему растения отказываются от сотрудничества с грибами

Почти все растения образуют подземные симбиозы с полезными почвенными микробами. Одно из ключевых партнёрств — взаимодействие корней с арбускулярными микоризными грибами.

Грибы образуют сеть в почве и снабжают растение минералами (фосфором, азотом), а взамен получают от растения сахара. Это сотрудничество критически важно для роста растений: иногда до 90% фосфора они получают именно от грибов.

Международная команда исследователей проанализировала обширную базу данных по взаимодействиям растений и грибов, содержащую тысячи видов, и использовала компьютерные модели для реконструкции эволюционной истории этого партнёрства.

Результаты исследования:

• Несмотря на успешное сотрудничество на протяжении более 350 миллионов лет, партнёрство между растениями и почвенными грибами может полностью распадаться.
• Такое сотрудничество было утрачено в ходе эволюции примерно 25 раз.

Как и почему это происходит?

В большинстве случаев растения заменяли грибов другим кооперативным партнёром, выполняющим ту же функцию — другими грибами или бактериями. В остальных случаях растения эволюционировали иным способом добычи минералов. Например, становились насекомоядными, ловя и переваривая насекомых.

Причины распада сотрудничества:

В некоторых средах другие партнёры или стратегии оказываются более эффективным источником азота или фосфора. Например, насекомоядные растения часто встречаются на очень бедных питательными веществами болотах, где даже высокоспециализированные грибы не справляются с задачей снабжения.

Дальнейшие исследования будут направлены на выяснение условий, в которых растения сохраняют исходных грибных партнёров, а в каких — переходят на другие стратегии. Отдельное внимание уделяется возможности эволюции некоторых грибов в «обманщиков», которые получают выгоду от партнёрства, но перестают вносить свой вклад, что в итоге ведёт к его распаду.