Лишайники, подвиньтесь. Биологи описали новый необычный симбиоз грибов с водорослями, причем в отличие от лишайников последние проникают внутрь первых и даже растут там и размножаются. А может, и передаются по наследству грибным детям. Правда, ученые пока не располагают доказательствами настолько тесного сожительства.

Он жил в почве, путался в ней гифами, добывая пищу из тлена, хотя дикая жизнь его не слишком хорошо известна. Она обитала в море, фотосинтезируя в поверхностных водах со своими многочисленными одноклеточными подругами. Он – гриб Mortierella elongata из группы Mucoromycota, древней линии зигомицетов, представители которой первыми стали вступать в симбиотические отношения с растениями – например, формировать микоризы. Она – эвстигматофициевая водоросль Nannochloropsis oceanica из отдела Ochrophyta эволюционной ветви Stramenopiles, куда также входят золотистые, желто-зеленые, бурые, диатомовые и всякие другие водоросли. Они встретились в лаборатории Университета штата Мичиган (США), где проводились эксперименты, направленные на усиление производства жиров и жирных кислот. Оба организма преуспевают в этих делах, а вместе, как оказалось, преуспевают еще лучше. При этом они формируют весьма нетривиальный симбиоз.

Все начинается с тесного физического контакта между гифами гриба и стаей водорослюшек: клетки скапливаются возле кончиков гифов и прикрепляются к ним фиброзными выпячиваниями из клеточной стенки, которая заранее частично разрушается в некоторых местах. С помощью изотопных меток было показано, что водоросль делится с грибом углеродом, а он с ней – азотом, причем гриб больше нуждается в контакте с водорослями, ведь только так они могут отдать углерод товарищу, в то время как азот выходит из гриба прямо в окружающую среду и водоросли могут его употреблять в свободном виде без касаний. В любом случае сотрудничество оказывается выгодным для обоих партнеров – отношения, как говорится, мутуалистические.

А вот то, что произошло примерно месяц спустя, ученых удивило: некоторые водорослевые клетки неожиданно очутились внутри грибных гифов, оставаясь притом живыми и бодренькими. Они не только продолжали активно фотосинтезировать, но и размножались там в окружении капель жира! Самого процесса вхождения водорослей в гифы наблюдать не удалось, но биологи считают, что «двери» располагались на самых кончиках гифов – точках роста, где клетки наименее дифференцированы, а плазматическая мембрана постоянно перерабатывается. Гифы приобрели зеленоватый оттенок и тоже чувствовали себя отлично. Авторы открытия дали симбиозу название: фотосинтезирующий мицелий.

Это первый известный науке случай включения фотосинтезирующих эукариотов в грибные клетки. В лишайнике водоросли – зеленые или сине-зеленые (цианобактерии) – живут в матриксе, сформированном грибными гифами, но внутрь них не заходят. В клетках грибочка Geosiphon pyriformis селятся фотосимбионты Nostoc punctiforme – но они цианобактерии, не эукариоты. Возможно, водоросли Nannochloropsis oceanica могут со временем проникать и в другие виды Mortierella, но пока что ученые лишь констатировали наличие взаимодействий с некоторыми из этих грибов спустя неделю после начала экспериментов. И все равно лучше всех взаимодействует Mortierella elongata, так что симбиоз можно назвать видоспецифичным.

Надо отметить, открыт фотомицелий в лабораторных условиях и неизвестно, встречается ли в дикой природе. Учитывая, что и гриб, и водоросль широко распространены по миру, они вполне могут взаимодействовать где-нибудь в приливных зонах или устьях рек. «Подобные симбиотические события могут случаться в природе чаще, чем мы думаем», – считает Чжиянь Ду, первый автор научной публикации. И они могли случаться в прошлом – не исключено, что именно в такой связке с грибом зеленые водоросли когда-то освоили сушу и затем эволюционировали в высшие растения.

Текст: Виктор Ковылин. Научная статья: eLife (Du et al., 2019)

Все права на данный текст принадлежат нашему журналу. Если вам понравилось его читать и вы хотите поделиться информацией с друзьями и подписчиками, можно использовать фрагмент и поставить активную ссылку на эту статью – мы будем только рады. С уважением, Батрахоспермум.

Вас также могут заинтересовать статьи:

Для лишайника четвертый не лишний?

Как одноклеточные водорослюшки затыкают рот едой

Гифы как места для свиданий и катализатор бактериальной эволюции