Когда дело доходит до генов, лишайники выбирают экономику совместного использования

Исследователи из Университета Колорадо в Боулдере обнаружили первые известные молекулярные доказательства облигатного симбиоза у лишайников. Эти отличительные отношения совместной эволюции могут пролить новый свет на то, как и почему некоторые многоклеточные организмы объединяют свои геномы для совместного существования.

Новое исследование, опубликованное в журнале Molecular Ecology, показывает, что грибковые организмы сокращают свой основной геном, объединяясь с водорослями для формирования лишайника. Этот партнерский союз считается «облигатным» (то есть требующим наличия обоих партнеров), но ранее не имел прямого генетического подтверждения.

Лишайники распространены по всему миру и могут покрывать до шести процентов суши Земли. Они играют важную роль в экологических процессах, таких как почвообразование и круговорот питательных веществ.

Используя образцы, собранные в южной части Аппалачских гор, исследователи секвенировали ДНК 22 отдельных видов лишайников. Результаты показали, что в некоторых случаях грибковой партнер этого симбиоза сократил свой митохондриальный геном.

«Гриб утратил важный ген, производящий энергию, в то время как водоросль сохранила полноразмерную копию этого гена», — сказала Клои Погода, ведущий автор исследования. «Мы наблюдали параллельную потерю этого гена в трех различных линиях лишайников».

Это облигатное устройство, при котором один партнер отказывается от собственного митохондриального источника энергии, вероятно, становясь зависимым от партнера в получении клеточной энергии, предполагает генетическое разделение труда. Это делает лишайник более эффективным и, возможно, дает ему экологическое преимущество.

Полученные результаты могут также вдохновить новые исследования микробиома кишечника человека — сложной бактериальной колонии, которая живет симбиотически внутри каждого человека и, как было показано, влияет на различные аспекты здоровья.

«Последствия далеко идущие, учитывая, сколько симбиотических отношений мы наблюдаем в природе», — сказала Эрин Трипп, соавтор исследования. «Теперь мы можем расширить сферу нашего изучения, чтобы искать геномные признаки совместной эволюции у других организмов».