Развитие эволюционных линий современных грибов и животных начиная от общего предка реконструировали ученые ТюмГУ в составе международного научного коллектива. По их словам, исследование не только проясняет один из ключевых эпизодов эволюции жизни, но и может помочь в борьбе с раком. Результаты опубликованы в журнале Nature.

Одно из важнейших открытий эволюционной генетики последних десятилетий – тесная связь между животными и грибами, рассказали ученые. Несмотря на очевидные глубокие различия между этими царствами, их общий предок жил всего около миллиарда лет назад.

Международный исследовательский коллектив с участием специалистов Тюменского государственного университета прояснил траектории расхождения генома грибов и животных, выделив ключевые пути генетических трансформаций, характерные для обоих царств.

Для решения этой задачи ученые открыли несколько ранее неизвестных видов современных простейших одноклеточных, наиболее генетически близких общему предку животных и грибов. Расшифровка генома проводилась с помощью технологии высокопроизводительного секвенирования ДНК, отметили специалисты. 

Ученые с помощью современных молекулярных методов нашли следы древнейших грибов в породах неопротерозойского возраста (715−810 миллионов лет). Это на 250 миллионов лет старше любых других известных окаменелостей грибов. Описание приведено в журнале Science Advances.

Грибы были одними из первых организмов, колонизировавших сушу. Формируя обширные микроскопические нитевидные сети — мицелии — грибы усиливали разрушение верхнего слоя горных пород, играя важнейшую роль в формировании почвенного покрова и обогащении его питательными веществами. Это открыло путь на сушу растениям и животным, до этого обитавшим исключительно в водной среде.

Учитывая роль, которую играли грибы в эволюции жизни на Земле, важно понимать, когда они появились на суше. А относительно этого у ученых нет единого мнения. Считается, что грибы колонизировали сушу в период от 810 до 443 миллионов лет (от неопротерозоя до ордовика). Однако достоверные факты находок до последнего времени были подтверждены только для окаменелостей возрастом 455-460 миллионов лет.

Результаты недавнего исследования, которое провели ученые из Бельгии, США, Великобритании и Германии, показывает, что эти организмы существовали на суше уже 715−810 миллионов лет назад, задолго до появления сложных организмов. Окаменелости древнейших грибов найдены учеными в неопротерозойских доломитовых сланцах из Конго.

Сначала образцы ошибочно идентифицировали как цианобактерии и отправили в коллекцию Королевского музея Центральной Африки в Тервурене (Бельгия), где ими заинтересовался палеонтолог Стив Бонневиль (Steeve Bonneville) из Брюссельского свободного университета.

Чтобы доказать, что пронизывающие сланцы окаменелые "нити" — это мицелий древних грибов, а не нитчатые водоросли, исследователям нужно было найти хитин — полисахарид, входящий в состав клеточной стенки грибов. Для этого они использовали набор микроскопических и спектроскопических методов.

Сначала хитин был обнаружен учеными с помощью метода конфокальной лазерной сканирующей флуоресцентной микроскопии. Чтобы сделать вещество видимым под микроскопом, ученые использовали флуоресцентный краситель — изотиоцианат флуоресцеина, который связывается с уникальным для грибов хитином. В результате стенки нитей мицелия светятся на микроснимке зеленым светом.

Для подтверждения открытия ученые использовали синхротрон — ускоритель частиц, в котором материал бомбардируется быстрыми атомами, чтобы узнать тонкие детали его химического состава и строения биологического вещества.

Все эти методы явным образом подтвердили наличие хитина в ископаемых нитевидных сетях, а клеточный анализ, что это были эукариоты — организмы, клетки которых содержали ядро.

"Найденные и исследованные окаменелости подтверждают возможность того, что грибы помогли заселить поверхность земли, и существовали почти за 300 миллионов лет до появления первых наземных растений, — приводятся в пресс-релизе слова Бонневиля. — Это изменит наше понимание о том, как развивалась поверхность земли и как появились растения и грибы".

В эпоху неопротерозоя, когда жили эти грибы, суша была голой, лишь в прибрежной зоне и мелких водоемах развивались бактериальные пленки цианобактерий. Возможно, продуктами разложения этих пленок и питались первые грибы.

Ученые предполагают, что уже тогда грибы могли образовывать симбиоз с фотосинтезирующими бактериями. А это значит, что уже тогда могли существовать лишайники — сложные организмы, представляющие собой симбиотические ассоциации грибов и микроскопических зеленых водорослей, способные выживать в самых экстремальных условиях.

А это существенным образом меняет взгляд на этапы эволюционного развития жизни на Земле.

Источник: РИА Новости

Источник: infox.ru

Ученые нашли в протерозойских отложениях на юге Африки окаменелость, похожую на мицелий гриба. Находка доказывает, что древнейшие грибы жили на дне моря.

Об этом говорится в статье палеонтологов из Швеции и Австралии, опубликованной в журнале Nature Ecology & Evolution.

В осадочных породах нередко встречаются образования, напоминающие клубок переплетенных нитей. Обычно их интерпретируют как окаменевшие грибницы. Авторы статьи обнаружили нечто подобное, но только в весьма неожиданном месте - в базальтовых породах возрастом 2,4 млрд лет, которые явились результатом деятельности подводных вулканов.

Открытие было сделано при бурении 900-метровой толщи древних базальтов в ЮАР. В образцах породы ученые заметили переплетение нитей толщиной 2-12 микрометров. Некоторые из нитей соединяются, другие несут округлые вздутия, похожие на грибные споры. Судя по размерам, эти образования больше напоминают именно грибницу, а не бактериальные нити.

Исходя из молекулярных данных, по возрасту первые грибы в 2-3 раза уступают найденной окаменелости. Поэтому ученые не исключают, что перед ними всё же не настоящий гриб, а представитель какой-то неизвестной группы эукариотических организмов. Если же это гриб, то остается предположить, что древнейшие грибы заселяли вулканические породы в морских глубинах.

Напомним, недавно британские ученые заявили, что им удалось найти в канадских породах возрастом 4,3 млрд лет возможные остатки микроорганизмов. Подобно некоторым современным бактериям, они могли обитать в гидротермальных источниках на дне океана.

Источник: infox.ru

Ученые выяснили, что наиболее продвинутые формы сельского хозяйства возникли у муравьев примерно 35 млн лет назад. В это время климат на Земле стал засушливым и холодным, что заставило муравьев окончательно одомашнить грибы.

К такому выводу пришли американские специалисты из Университета Юты, чья статья опубликована в журнале Proceedings of Royal Society B.

Помимо людей и термитов, южноамериканские муравьи из группы Attini - это единственные живые существа на нашей планете, кому удалось освоить фермерство. Они отрезают от листьев растений кусочки и затем выращивают на них грибы. Считалось, что грибоводство среди муравьев возникло в дождевых лесах Южной Америки 61-57 млн лет назад, вскоре после окончания мелового периода.

Авторы статьи внесли важное уточнение в этот сценарий, построив родословную группы Attini на основе молекулярных данных. Всего они сравнили 1500 позиций в геноме у 78 муравьев-фермеров, а также у 40 близких к ним видов, не практикующих сельское хозяйство. Выяснилось, что первые шаги муравьи-грибоводы действительно делали в условиях дождевого леса, а вот высшие формы грибоводства возникли значительно позже, уже в засушливых условиях.

Муравьи выращивают множество различных видов грибов. Однако некоторые из них могут развиваться и без помощи муравьев, скрещиваясь при этом с дикоживущими типами. По сути, такие грибы не до конца одомашнены, и муравьи, выращивающие их, расцениваются как примитивные фермеры. Напротив, грибы, культивируемые муравьями вроде Atta и Acromyrmex, не могут жить без помощи своих хозяев, и потому эти муравьи считаются продвинутыми фермерами.

Так вот, оказалось, что продвинутые муравьи-грибоводы появились примерно 35 млн лет назад, в условиях резкой сезонности, в прериях и саваннах Южной Америки. В это время температура планеты резко скакнула вниз, на полюсах появились ледниковые шапки, а климат сделался засушливым. Виды грибов, привыкшие к повышенной влажности, не смогли бы пережить эти времена, но тут на помощь к ним пришли муравьи.

В муравьином гнезде поддерживается стабильный микроклимат - если становится слишком сухо, муравьи приносят воду, если делается слишком влажно - проветривают «помещение». Фактически, муравьи создали в своих гнездах своеобразную теплицу, в которой грибы смогли выжить, но при этом оказались изолированы от неблагоприятной внешней среды. Именно это и привело к окончательному одомашниванию грибов и росту их зависимости от муравьев.

Напомним, недавно биологи установили, что гены муравьев модифицировались таким образом, что они, в свою очередь, стали абсолютно зависимыми от грибов, которые ими выращиваются. Напротив, люди на генетическом уровне не связаны столь тесно ни с одной из сельскохозяйственных культур.

Источник: infox.ru

Палеонтологи обнаружили в Танзании окаменевшие гнезда термитов возрастом 25 млн лет, в которых те выращивали грибы. Следовательно, эти насекомые придумали сельское хозяйство еще в ту эпоху, когда людей не было и в помине.

Об этом говорится в статье австралийских специалистов из Университета Джеймса Кука, опубликованной в журнале PLOS ONE.

В настоящее симбиоз между термитами из группы Macrotermitinae и грибами Termitomyces играет очень важную роль в экосистемах Африки. Считается, что благодаря ему в африканских саваннах разлагается до 90% сухой древесины. Термиты разжевывают древесные остатки и засеивают их спорами гриба, которой превращает растительный материал в ферментированную массу, богатую питательными веществами.

Авторы статьи обнаружили в юго-западной Танзании фрагменты двух древних термитников, в которых когда-то происходил этот процесс. Они разглядели в них специальные камеры для выращивания грибных садов, а также окаменевшие милосферы - так называются специальные гранулы, которые формируют термиты из разжеванных растительных остатков. Именно милосферы и служат субстратом для грибов.

Возраст находки составляет 25 млн лет, она относится к позднему олигоцену. Это древнейшее свидетельство симбиоза между грибами и насекомыми. Кроме термитов, за выращиванием грибов замечены только две группы насекомых - муравьи-листорезы и амброзиевые жуки-долгоносики. Но ископаемые свидетельства такого поведения у муравьев известны лишь с позднего миоцена (5,7-10 млн лет), а для долгоносиков они вообще не найдены.

Интересно, что по своей архитектуре обнаруженные термитники практически не отличаются от современных. Это значит, что агрономические приемы термитов на протяжении всего прошедшего времени не менялись. Авторы статьи полагают, что термиты перешли к выращиванию грибов после того, как дождевые леса в Африке уступили место саваннам - грибоводство дало термитам возможность приспособиться к более засушливому климату.

Источник: infox.ru

Ученые выяснили, что пауки, считающиеся типичными хищниками, нередко прибегают к растительной пище. Одним из излюбленных лакомств этих членистоногих является нектар.

Паук-скакунК такому выводу пришли американские и швейцарские ученые, чьястатья опубликована в журнале Journal of Arachnology.

Считается, что пауки - это классические хищники, которые не признают ничего, кроме животной пищи. Однако в последнее время появляется всё больше свидетельств, что они включают в свой рацион и растительные ингредиенты. Авторы статьи собрали из научной литературы и других источников все возможные факты на этот счет и проанализировали их.

Выяснилось, что за поеданием растительной пищи были замечены 10 семейств пауков. В 60% случаев это были пауки-скакуны Salticidae - они особенно любят прятаться среди растений и при случае не брезгуют лакомиться их выделениями.

В основном пауки поедают нектар и пыльцу, иногда также они набрасываются на семена и даже споры грибов. Хотя примеры такого поведения известны на всех континентах, чаще всего оно отмечается в южных широтах. Возможно, это связано с тем, что южные растения продуцируют больше нектара.

«Способность пауков извлекать питательные вещества из растений расширяет их пищевую базу, что помогает им переживать периоды, когда насекомые редки», -- пояснил Матин Ниффелер, соавтор работы. Впрочем, пока ученым не удалось определить, насколько велика роль растительной пищи в рационе пауков.

Источник: infox.ru

Европейские ученые собрали крошечные грибы, которые живут на антарктических скалах и отправили их на Международную космическую станцию. После 18 месяцев на борту в условиях, схожих с теми, что царят на Марсе, более 60% из их клеток остались целыми (со стабильной ДНК). Результаты представляют новую информацию для поисков жизни на красной планете. Об этом рассказывает портал eScienceNews.

Антарктические грибыСухие долины Мак-Мердо, расположенные в Антарктике, считаются наиболее близким земным эквивалентом марсианского климата. Это одно из самых сухих и наиболее суровых мест на нашей планете, где сильные ветры сдувают все — даже снег и лед. Только некоторые микроорганизмы, такие как эндолиты и некоторые лишайники способны существовать в трещинах скал.

Несколько лет назад группа европейских исследователей забрала образцы двух видов грибов Cryptomyces antarcticus и Cryptomyces minteri, которые позже были отправлены на МКС. Крошечные грибы были помещены в контейнеры 1,4 см в диаметре на специальной экспериментальной платформе, известной как Expose-E, разработанной Европейским космическим агентством (ESA). Платформа была доставлена шаттлом «Атлантис» на МКС и размещена космонавтами за пределами модуля «Колумбус».

За 18 месяцев половина антарктических грибов подвергались воздействию имитированных «марсианских» условий. В частности, специально созданная атмосфера содержала 95% углекислого газа, 1,6% аргона, 0,15% кислорода, 2,7% азота и очень малое количество воды (370:1000 000). Атмосферное давление составляло 1000 Па. При помощи специальных оптических фильтров грибы подвергались ультрафиолетовому излучению, по своим характеристикам идентичному тому, что наблюдается на Марсе.

По истечении срока эксперимента ученые обнаружили, что более 60% клеток эндолитических культур остались целым, точнее со стабильной структурой ДНК.

Кроме того, ученые проверили в «марсианских» условиях жизнеспособность лишайников Rhizocarpon geographicum и Xanthoria elegans. Их вместе с другой частью грибов подвергли влиянию экстремальной космической среды: колебаниям температур в диапазоне от −21,5 и +59,6 ºС, интенсивному ультрафиолетовому излучению и вакууму. По истечении года и шести месяцев ученые также проверили состояние образцов. Они выяснили, что лишайники так же неплохо переносят агрессивные неземные условия. Лишайники, находившиеся в «марсианских условиях» показали двойную метаболическую активность, по сравнению с теми, кто перенес «космическую среду». В случае с Xanthoria elegans «живучесть» в условиях Марса составила даже 80%. Для сравнения в условиях «космоса» выжило 2,5% лишайников и 4,11% грибов, они продемонстрировали значительное снижение фотосинтеза.

Работа является частью проекта по изучению перспектив длительных космических путешествий. «Результаты помогают оценить вероятность выживания и долгосрочной стабильности микроорганизмов и биоиндикаторов на поверхности Марса, которая становится фундаментальным и актуальным для будущих экспериментов, сосредоточенных вокруг поиска жизни на красной планете», — говорит исследователь Роза де ла Торре Ноэцель (Rosa de la Torre Noetzel) из Национального института аэрокосмической техники (Испания).

Источник: Научная Россия

Тихоходки, единственные на Земле многоклеточные, способные жить и даже размножаться в открытом космосе, вероятно, приобрели эту способность, позаимствовав примерно 18% своей ДНК у архей, бактерий, растений и даже грибков, говорится в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Тихиходка Hypsibius dujardini"У нас и понятия не было, что геном какого-то животного может содержать так много чужой ДНК. Мы знали, что многие животные часто заимствуют гены у других существ, но мы совсем не ожидали того, что это может происходить в столь промышленных масштабах", — заявил Боб Гольдштейн (Bob Goldstein) из университета Северной Каролины в Чапел-Хилле (США).

В 2007 году ученые совершили удивительное открытие, анализируя данные, собранные российским биоспутником "Фотон-М3": оказалось, что тихододки, небольшие беспозвоночные, дальние родичи раков и насекомых, способны выживать очень долгое время в открытом космосе и даже размножаться в условиях полной невесомости и отсутствия пищи и воды.

Эти необычные качества, как рассказывает Гольдштейн, привлекли внимание многих биологов, генетиков и планетологов, и они решили расшифровать и проанализировать геном этих необычных беспозвоночных, избрав в качестве подопытных тихоходок вида Hypsibius dujardini, побывавших в космосе на борту зонда.

Геном у этих существ относительно большой для их размеров и положения на древе эволюции – он содержит в себе около 215 миллионов "букв"-нуклеотидов, что примерно в два раза больше, чем у червей-нематод, которых ученые используют для экспериментов с беспозвоночными.

Когда ученые начали подсчитывать и изучать гены, их ожидал большой сюрприз – свыше 6,5 тысяч участков ДНК из 38 тысяч генов были "позаимствованы" у других организмов. Большая часть из них была получена от бактерий-экстремофилов, но при этом в геноме тихоходок так же присутствуют гены растений, грибов и архей.

Как данному беспозвоночному удалось "экспроприировать" все эти шесть тысяч генов? По мнению Гольдштейна и его коллег, причиной этого является невероятная способность этого существа к выживанию.

Тихоходки, как объясняют генетики, способны переносить экстремальные формы обезвоживания, когда доля воды в их организме падает до 1-2% от нормы. Когда их тело высушивается, ДНК Hypsibius dujardini, скорее всего, распадается на крупные фрагменты. В тот момент, когда период экстремальных условий заканчивается, их тело заново наполняется водой, и особые белки "сшивают" и восстанавливают поврежденную ДНК.

В этот момент в клетки, благодаря расширенным порам, могут попадать фрагменты чужой ДНК, которые "вшиваются" в геном и остаются в нем, если их появление не приводит к фатальным последствиям для тихоходки и помогает ей выживать. Благодаря этому ДНК тихоходок стало мозаикой из множества своих и чужих участков за 550 миллионов лет эволюции этих существ.

Учитывая то, что многие из этих генов отвечают за реакцию на стресс, починку ДНК и противодействие различным экстремальным факторам, вполне возможно, что данные существа приобрели способность выживать в космосе благодаря позаимствованным генам.

Как считают Гольдштейн и его коллеги, их открытие говорит о том, что так называемый вертикальный обмен генами – заимствование их у других организмов, дирижирует не только эволюцией микробов, среди которых он распространен, но и многоклеточных существ.

Источник: РИА Новости

Южноамериканские муравьи-листорезы рода Attaиспользуют «химическое оружие» для борьбы с грибами рода Escovopsis. Такое открытие сделал международный коллектив ученых из Франции, Бельгии, Дании и Панамы. Их статью, опубликованную в журнале Proceedings of the Royal Society B, пересказывает сайт журнала Science.

Муравей-листорезЖизнь муравьев-листорезов самым непосредственным образом связана с разными видами грибов. Грибы рода Leucocoprinus они выращивают себе на корм, на «грядках» из пережеванных листьев. Однако этой садоводческой деятельности очень мешают другие грибы, из рода Escovopsis, которые паразитируют на грибах первого вида и убивают их, лишая тем самым листорезов урожая.

Оказывается, что для борьбы с этими «сельхозвредителями» муравьи применяют «химическое оружие»: выделяют из специальных желез, расположенных на груди, фенилацетиловую кислоту. Это вещество убивает вредоносные грибы и не причиняет никакого вреда полезным.

Интересно, что у листорезов рода Atta для этой функции есть специальные особи — особый подвид рабочих муравьев с увеличенными железами на груди. Он появляется, когда колония разрастается и проблема успешного «огородничества» становится особо насущной.

Грибы, впрочем, тоже не остаются в долгу. То же исследование показало, что грибницы Leucocoprinus, произрастающие рядом с колониями муравьев, отличаются повышенной устойчивостью к фенилацетиловой кислоте. Это классическое противостояние «брони и пушки» продолжается, судя по всему, уже десятки миллионов лет. Выработать полный иммунитет к «химическому оружию» муравьев грибам до сих пор мешает то, что листорезы уничтожают только те грибницы, что угрожают им непосредственно, и не трогают остальные. Поэтому естественный отбор в сторону противостояния этой тактике идет чрезвычайно медленно.

Недавно зоологи подробно изучили «сельское хозяйство» этого вида и обнаружили, что муравьи-листорезы разводят «грибные сады» на протяжении уже 50 млн лет и делают это чрезвычайно организованно и усердно.

Источник: Научная Россия

Фунгологи проследили за жизнью одного вида светящихся грибов в лесах Бразилии и пришли к выводу, что они сияют по ночам не просто так, а ради привлечения внимания насекомых, помогающих им распространять споры, говорится в статье, опубликованной в журнале Current Biology.

Цветы какао (Neonothopanus gardneri)"Грибы играют важную роль в жизни экосистем. Без них целлюлоза оставалась бы в своей первозданной форме, что кардинальным образом изменило бы круговорот углерода в природе. Я даже готов сказать, что само существование жизни на Земле зависит от грибов. Наше исследование помогло нам понять, как они распространяются", — пояснил Кассиус Стевани (Cassius Stevani) из университета Сан-Паулу (Бразилия).

Стевани и его коллеги выяснили, что грибы светятся по ночам ради привлечения насекомых-разносчиков их спор, в ходе любопытного эксперимента, который они проводили в штате Пиауи, где растет знаменитый бразильский Лес Какао. У деревьев и на поверхности самих растений в этом лесу часто встречаются светящиеся грибы Neonothopanus gardneri, которые местные жители называют "цветами какао" из-за их необычной формы и белого цвета.

Эти грибы, открытые еще в середине 19 века известным британским ботаником Джорджем Гарднером, являются самыми большими и яркими грибами-"светильниками" на Земле. Авторы статьи попытались выяснить, зачем они тратят такое количество ресурсов на выработку флуоресцирующих молекул.

Для этого биологи проанализировали механизм выработки излучения и изготовили несколько муляжей грибов, на примере которых они проверили, привлекает ли свечение грибоядных насекомых или других существ. Ради ответа на этот вопрос ученые вставили в часть муляжей зеленые светодиоды, которые имитировали свечение настоящих грибов, и помазали их клеем.

Как показали эти эксперименты, грибы светятся не постоянно, а только ночью, отключая "светильник" по сигналу биологических часов. Это говорит о том, что свечение не является побочным продуктом каких-то химических реакций внутри плодового тела, а вырабатывается "цветами какао" ради решения какой-то специфической задачи.

Судя по огромному числу налипших на муляжи насекомых самых разных видов, этой задачей, скорее всего, является рассеивание спор по лесу: яркий свет гриба привлекает беспозвоночных и они уносят его споры после столкновения с плодовым телом или его поедания.

В пользу этого говорит то, что у Neonothopanus gardneri мало других вариантов для "аннексии" новых территорий — ветер крайне редко проникает в нижние ярусы леса, а большое количество растительности в тропиках делает грибы малозаметными для животных днем. Таким образом, свечение помогает этим грибам и другим "светильникам" удерживать свою территорию и распространяться по лесу, заключают ученые.

Источник: РИА Новости 

Генетики пересчитали чужеродные гены в геноме человека. Выяснилось, что некоторые из них наши предки получили непосредственно от грибов.

Филогенетическое древо человеческого гена HAS1Об этом говорится в статье британских специалистов из Кембриджского университета, опубликованной в журнале Genome Biology.

Процесс горизонтального переноса генов, когда организмы обмениваются участками ДНК, достаточно распространен в природе. Особенно он типичен для бактерий, которые передают друг другу полезные гены, например, отвечающие за устойчивость к антибиотикам. Как выяснили авторы статьи, горизонтальный перенос генов сыграл важную роль и в эволюции многоклеточных животных.

Чтобы выявить чужеродные гены, позаимствованные сравнительно недавно у других ветвей древа жизни, а не унаследованные от далекого общего предка, исследователи проанализировали геномы 12 видов плодовых мушек-дрозофил, 4 видов круглых червей-нематод, а также 10 видов приматов, включая человека.

Выяснилось, что в добавок к 17 уже известным чужеродным генам, таким, как ген, кодирующий белок, лежащий в основе системы групп крови АВО, в геноме человека существует еще как минимум 128 генов, приобретенных путем горизонтального переноса. Около 50 таких генов происходят от вирусов, часть - от бактерий, а еще несколько - от грибов. Ранее специалисты отрицали, что в человеческом геноме могут быть «грибные» гены.

Большая часть чужеродных генов была инкорпорирована на отрезке эволюции, который отделяет общего предка хордовых от общего предка приматов. Многие из таких генов выполняют важные функции, участвуя в работе иммунной системы и расщеплении жирных кислот. Как отмечают исследователи, случаи переноса генов от грибов отмечены среди тлей, так что нельзя исключать, что этим грешили и некоторые позвоночные.

Источник: infox.ru

Динозавры могли быть первыми существами на Земле, которым удалось попробовать ЛСД — в пользу этого свидетельствует то, что стебли травы, найденные в кусках янтаря времен мелового периода, содержали в себе останки "магических грибов", заявляют ученые в статье, опубликованной в журнале Palaeodiversity.

Найденный в янтаре грибок"Это очень важное открытие, которое помогает нам понять, как развивались первые травы, чьи потомки — рис, пшеница, кукуруза — являются сегодня базисом для человеческого пропитания. Ну и вдобавок оно показывает, что паразитические грибки, как и связанные с ними галлюциногены и токсины, существуют на Земле столь же долго, как и сами травы. Я нисколько не сомневаюсь в том, что динозавры поедали грибки, но каков был эффект этого, мы пока не знаем", — заявил Джордж Поинар (George Poinar) из университета штата Орегон в Корваллисе (США).

Поинар и его коллеги обнаружили в одном из фрагментов янтаря, извлеченных из шахт Мьянмы несколько лет назад, фрагменты стебля древнего цветкового растения, на поверхности которого росла спорынья — паразитический грибок, из плодового тела которого Альберт Хоффман впервые выделил ЛСД в конце 30 годов прошлого века.

Древний грибок был очень похож по своим очертаниям и устройству на своих современных сородичей, но он все же заметно отличается от них, что позволило авторам статьи выделить его в отдельный вид и род, Palaeoclaviceps parasiticus. Судя по возрасту янтаря, он паразитировал на стеблях травы в первой половине мелового периода, примерно 97-110 миллионов лет назад, когда начали появляться первые цветочные растения.

Столь древний эпизод паразитизма заставил ученых задуматься, как грибку удалось столь быстро научиться заражать относительно новый тип растений.  Они полагают, что их взаимоотношения не были полностью односторонними — вполне возможно, что грибок играл полезную роль, защищая первые цветочные растения от посягательств травоядных динозавров и прочих животных. Горький вкус спорыньи, большое количество токсинов и, возможно, галлюциногены заставляли ящеров и прочих крупных животных избегать ростки первой травы Земли.

Источник: РИА Новости

Палеонтологи обнаружили первое ископаемое свидетельство паразитирования «зомбирующего» гриба на муравьях. Оказалось, что грибы впервые овладели мозгом муравьев десятки миллионов лет назад.

Об этом говорится в статье американских и немецких ученых, опубликованной в журнале Biology Letters.

Одним из самых впечатляющих примеров паразитизма является ассоциация гриба Ophiocordyceps unilateralis и муравьев-древоточцев из рода Camponotus. Гриб, заражая этих насекомых, заставляет их уходить из муравейника и прикрепляться челюстями (мандибулами) к листьям растений недалеко от земли, где повышенная влажность благоприятствует развитию спор. После того, как муравей вцепляется в лист, из его головы вырастает плодовое тело гриба.

Авторы статьи, изучая образцы ископаемой флоры из карьера Мессель на юге Германии, обнаружили лист растения Byttnertiopsis daphnogenes (семейство Мальвовые) с характерными парными дырочками вдоль жилок. Именно такие следы в наши дни остаются от муравьев-зомби, когда они закрепляются на листьях. Из этого ученые сделали вывод, что уже в среднем эоцене, 48 миллионов лет назад (возраст отложений Месселя) грибы паразитировали на муравьях.

По словам исследователей, в Месселе не находили муравьев рода Camponotus, однако они известны из балтийского янтаря, который образовался примерно в то же время. Большое количество парных отверстий на листе говорит о значительной концентрации муравьев-зомби, что нередко наблюдается и в наши дни – так, в дождевых лесах Таиланда их плотность может достигать 26 особей на квадратный метр.

Источник: infox.ru

Botrytis cinerea, возбудитель серой гнили — на редкость универсальный плесневый грибок: он поражает боле 200 видов растений, среди которых почти все фрукты и овощи, которые мы едим. Его не останавливают даже низкие температуры: за неделю он может прорасти и в холодильнике, если продукты были им заражены. 

Серая гниль на винограде (фото Nigel Cattlin). Исследователи из Калифорнийского университета в Риверсайде (США) узнали, что даёт Botrytis cinerea такую универсальность в отношении хозяев. У растений, как известно, есть собственная защита, аналог иммунитета, и патогену, будь то бактерия, гриб или оомицет, нужно эту защиту как-то преодолеть. Обычно молекулярной «отмычкой» для паразита служат какие-то белки, подавляющие защиту растений

Однако серая гниль пошла по другому пути. Как пишут в журнале Science Арне Вейберг (Arne Weiberg) и её коллеги, Botrytis cinerea использует известнейший механизм РНК-интерференции, вводя в растительные клетки малые регуляторные РНК, которые подавляют синтез защитных белков растений.

Исследователи наблюдали этот процесс при заражении серой гнилью растений арабидопсиса (резуховидки Таля): РНК гриба подавляла работу машины РНК-интерференции, которая обычно и препятствует развитию инфекции. 

Мутанты арабидопсиса, нечувствительные к этой РНК, оставались здоровыми, как и мутант самого гриба, который не мог больше синтезировать собственную интерферирующую РНК и заражать растения. Всё то же самое происходило и при использовании вместо арабидопсиса растений томата. 

По словам авторов, это первая работа, описывающая основанный на малых интерферирующих РНК антииммунный механизм, который используется растительными патогенами. Кроме того, нужно добавить, что в этом случае РНК-интерференция происходит между грибами и растениями, относящимися к отдельным царствам эукариот. (Противовирусную РНК-интерференцию, часто встречающуюся у эукариот, тут в учёт не берут — очевидно, из-за особого положения вирусов в живой природе.)

Впрочем, возможно, серая гниль не уникальна, и другие растительные паразиты тоже могут использовать этот механизм усмирения растительного иммунитета. Практический вывод отсюда более чем ясен: чтобы окоротить серую гниль, нужно найти способ подавить синтез её антииммунных РНК.

Истчонки: КОМПЬЮЛЕНТА

Вредители растений и заболевания идут к полюсам с той же скоростью, с какой растёт температура. Именно изменение климата — причина их передислокации, из которой вытекает понятное беспокойство о продовольственной безопасности. 

Патоген Phytophthora infestans, обосновавшийся здесь на помидорах, не даёт покоя человечеству уже много лет. (Фото Visuals Unlimited / Nature Picture Library.) Нет ничего неожиданного в том, что изменение климата вызывает сдвиг в распространении биологических видов по свету с очевидной тенденцией смещения ареалов от экватора к полюсам. Экологи задокументировали переселение многих диких видов, от птиц до насекомых.

Изменение климата и так заставляет сельское хозяйство многих стран трепетать от ужаса, а тут ещё и вредители. «Нашим укреплениям, возведённым из пестицидов и фунгицидов, приходится отражать атаки всё более многочисленных вредителей и заболеваний, причём каждый из последних со временем может приобрести резистентность к любому яду», — бьёт в набат эколог Дэн Беббер из Эксетерского университета (Великобритания), ведущий автор нового исследования. Экспансия популяций вредителей на новые территории повышает риск того, что эти организмы выйдут из-под нашего контроля. 

Одну из самых больших опасностей представляют грибы и оомицеты — схожие, но всё-таки разные группы микроорганизмов, которые вызывают болезни у растений. В последнее время в разных уголках мира появилось несколько высоковирулентных штаммов грибов, а оомицет Phytophthora infestans остаётся проблемой даже через 168 лет после великого ирландского картофельного голода. 

Переселение вредителей растений в мировом масштабе ещё не анализировалось. Дабы восполнить этот пробел, г-н Беббер и его коллеги воспользовались архивом некоммерческой организации CABI («Международный центр сельскохозяйственной бионауки»), которая фиксирует нашествия вредителей и вспышки заболеваний с 1822 года. «Никто ещё не копался в этих базах, — подчёркивает фитопатолог Сара Гёрр, соавтор, тоже из Эксетера. — Наш анализ — самый первый». 

Ещё один автор Марк Рамотовски, работавший над проектом в бытность студентом Оксфордского университета (Великобритания), сузил выборку с более чем 80 тыс. документов до 26 776, охватывающих период с 1960 года, когда данные стали более надёжными. Учёные установили годы обнаружения каждого из 612 видов вредителей в той или иной стране (либо в том или ином регионе большой страны) и приняли их за даты появления вредителя на средней широте той страны или региона. 

Разумеется, данные чрезвычайно необъективны, ибо чем богаче страна, тем лучше она следит за своими посевами и тем скорее обнаруживает нового вредителя, а самые богатые государства в основном сосредоточены в сравнительно высоких широтах. Но бедные тоже постепенно развиваются, начиная выявлять новых вредителей (которые, конечно, давно не новые, просто их не замечали) и у себя тоже. Поэтому учёным показалось логичным предположить, что с течением времени данные будут демонстрировать смещение ареалов вредителей от полюсов к экватору. 

В действительности всё было наоборот: в среднем вредители растений идут по направлению к полюсам со скоростью 2,7 км в год, что примерно соответствует скорости изменения климата. В то же время скорость сдвига значительно варьируется от группы к группе и от вида к виду. Грибы, жуки, полужесткрокрылые, клещи, бабочки и моли активно переселяются в высокие широты, тогда как вирусы и нематоды мигрируют в нижние. Другие группы не демонстрируют заметного движения. 

«Многочисленные исследования рассказали, что изменение климата влияет на распространение популяций диких видов, — ещё раз напоминает г-жа Гёрр. — Впервые показано, что аналогичный процесс происходит с вредителями». По её словам, стоит обратить внимание на то, что грибы и оомицеты движутся особенно быстро, покрывая 7 и 6 км в год соответственно. 

Биолог Крис Томас из Йоркского университета (Великобритания) отмечает, что в целом скорость движения очень похожа на ту, которую выявил метаанализ его группы у диких видов. Он, как и авторы, указывает на то, что группы, движущиеся к экватору, остаются наименее изученными — следовательно, их движение в сторону экватора объясняется всего лишь отставанием науки развивающихся стран. 

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Climate Change.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Озеро Восток — седьмое по объёму и четвёртое по глубине на Земле (250×50 км при глубине 1,2 км), но вот слишком оживлённым его назвать трудно: почти 4-километровый ледяной панцирь, накрывающий водоём, делает его ближе к подлёдному океану Европы, нежели к какому-нибудь там Эри или Гурону. Света нет, фотосинтеза, скорее всего, тоже, температура ожидаемо невысока, поступление питательных веществ извне равно нулю... Впрочем, повод надеяться на жизнь всё-таки был.

Как полагают исследователи, нижние слои озера, заполненные осадочными отложениями и подогреваемые гидротермальными источниками, могут быть анаэробными, а верхние слои, напротив, насыщены кислородом. Возможные виды метаболизма «востоковцев». (Здесь и ниже иллюстрации Shtarkman et al.) И тем не менее метагеномный анализ из четырёх образцов льда, образованного водой из этого озера, показал наличие 3 507 уникальных последовательностей генов на 500 мл пресной воды. Группа учёных под руководством Юрия Штаркмана, сейчас работающего в Национальной лаборатории Оук-Ридж (США), уверена: теперь нельзя сказать, что это какие-то пришельцы, попавшие в озеро с буровой жидкостью. Из всего этого богатства удалось идентифицировать лишь 1 623 последовательности, остальные являются новыми видами, родственные связи которых часто очень сложно проследить, что говорит о длительном развитии в замкнутой экосистеме.

Правда, надёжно удалось установить то, что 94% последовательностей принадлежали к роду Bacteria и ещё 6% к более продвинутым эукариотам. При этом лишь две последовательности генов относились к археям — самым примитивным одноклеточным, напоминая при этом метанотрофов, известных по океанскому дну открытых водоёмов. Напомним, что ранее считалось, что археи, а это образцовые экстремофилы, могут быть очень широко представлены в «живом мире» озера Восток. Что ж, приспособляемость бактерий и эукариотов вновь была недооценена.

В целом биота оказалась очень сходной с обычной, представленной в самых разных озёрах, солоноватых водах, среде морского дна, почве, ледниках и донных отложений обычных озёр. Причём были найдены как последовательности генов анаэробов, так и аэробы, равно как и холодолюбивые психрофилы, термофилы, галофилы, алкалифилы, ацидофилы, устойчивые к высыханию виды, а также различные автотрофы и гетеротрофы, включая — внимание! — некоторое количество многоклеточных организмов.

Таких последовательностей было около 150, большинство составляли грибы. Однако были найдены и последовательности генов членистоногих — довольно сложных животных, которых мало кто ожидал увидеть в таком месте, как подлёдное озеро, да на глубине в 3,7 км. По всей видимости, среди них есть очень близкие родственники дафний и ногоховосток из семейства Entomobryidae. Более того, среди многоклеточных были и организмы, идентифицировать родственные связи которых не удалось.

Также были найдены гены двусторонне-симметричных, коловраток, тихоходок, моллюсков и стрекающих. Но самого интересного, как всегда, сразу не увидишь: среди бактерий отыскались следы паразитов и симбионтов, проживающих в пищеварительной системе креветок, раков и рыб. Само собой, не обошлось и без почти родных для нашего собственного вида E. Coli и Salmonella. Вряд ли они просто заплыли за буйки: есть основания предполагать, что где-то в озере живут и их хозяева.

Как всё это понимать, если, как мы хорошо знаем, концентрация кислорода в Востоке в 50 раз выше обычной озёрной, а давление превышает 300 атмосфер? Вроде бы из этого следует, что жить там не должны даже одноклеточные, причём максимально неприхотливые... Ранее Сергей Булат, заведующий группой Петербургского института ядерной физики (Россия) сообщал, что науке неизвестны группы «кислородолюбивых» бактерий, так как бактерии появились до формирования кислородной среды на планете.

В принципе, нечто подобное учёные подозревали ещё до анализа: все эти факторы могут убить обитателей вашего домашнего аквариума, но у озера Восток на переход от поверхностного водоёма, окружённого нормальными лесами (35 млн лет назад), к периодически оттаивающему (15 млн лет назад), а затем и сегодняшнему сверхглубокому был очень плавным. В этом случае живые организмы, потреблявшие кислород, могли до некоторой степени смягчить проблему его избытка, не допуская совсем уж запредельных концентраций. Наличие в воде генов бактерий-термофилов говорит нам, что в озере есть гидротермальные источники, подогревающие его и, возможно, даже служащие основой для фотосинтеза (одна бактерия, найденная в озере, обычно растёт на морских водорослях). А там где есть всё это, логично ждать и животную жизнь. 

Но — и это факт — никто не ждал такого разнообразия до начала бурения. По сути, перед нами тысяча новых видов, и это при том, что пока учёные лишь скребутся по поверхности, ведь забранный лёд содержал воду из верхних слоёв озера, что намёрзла на его ледяную шапку.

Как отмечают авторы исследования, мы стоим перед переосмыслением того, какую среду следует считать обитаемой, а какую — нет. Если многоклеточные организмы могут жить без Солнца и доступа к атмосфере и речным стокам, несущим полезные минералы, да ещё миллионы лет подряд, то с высокой вероятностью они могли бы проделать то же самое в подлёдных океанах Европы, Каллисто и других спутников планет-гигантов Солнечной системы.

Впрочем, почему только Солнечной?

Истчоник: КОМПЬЮЛЕНТА