Оленячий лишайник виявився складним організмом: він складається з грибів і водоростей, які об’єдналися в єдиний організм. Вчені виявили, що оленячі лишайники мають несподіваний рівень генетичного різноманіття, що вказує на те, що ці організми дуже часто змішують гени один з одним. Про це пише Американський журнал ботаніки.
У північній Канаді та російській тундрі лісова підстилка встелена оленячими лишайниками. Незважаючи на те, що вони виглядають як мох, але виявилося, що це не просто два різних види – гриби і водорості, так вони ще й займаються один з одним статевим розмноженням.
«Ми були здивовані, тому що цей вид оленячих лишайників завжди вважався тим, що розмножується безстатевим шляхом», – розповідає Марта Алонсо-Гарсія, провідний автор статті і науковий співробітник Квебекського університету в Лавалі.
Оленячі лишайники розвиваються в обох напрямках: вони можуть відтворюватися статевим шляхом через спори або можуть клонувати безстатевим шляхом. Коли гриби розмножуються статевим шляхом, вони направляють структури, схожі на коріння, в бік сусіднього гриба і обмінюються генетичною інформацією при дотику. Потім вони випускають спори, окремі клітини, що містять генетичний матеріал, який переміщуються за вітром і розсіюються. Коли вони приземляються, починають рости і виробляти новий грибок, який генетично відрізняється від своїх батьків. З іншого боку, при безстатевому клональному розмноженні частина всього лишайнику (гриба і водорості), відщипується і виростає в цілий організм, який генетично ідентичний своєму батьківському.
Два репродуктивних методи мають різні переваги.
«Статеве розмноження обходиться дуже дорого. Ви повинні знайти свого партнера, це складніше, ніж розмноження безстатевим шляхом. Але багато організмів роблять це, тому що статеве розмноження дозволяє їм відсіяти негативні мутації в довгостроковій перспективі », – пояснює Фелікс Греве, співдиректор Центру біоінформатики Грейнджера Польового музею
- Вчені знайшли свідчення про підвищення рівня моря в минулому
- Квітучий фітопланктон знайшли під льодами Антарктиди (фото)
Дослідники вивчали лишайники північного оленя (Cladonia stellaris), щоб дізнатися про їх генетичну структуру: «Ми використовували послідовності ДНК, щоб виявити генетичні відносини між популяціями цього лишайника», – продовжує Алонсо-Гарсія. – «Ми перевірили, чи відрізняються зразки з північного Квебека (Гудзонової затоки) генетично від тих, що живуть на півдні (за дві години їзди від Квебека)».
Крім того, лишайники можуть багато розповісти про те, як лісові пожежі впливають на екосистеми.
«Лісові пожежі – найсерйозніші з точки зору шкоди події в північних лісах, і вони грають важливу роль в розподілі і складі рослинних угруповань, – говорить Алонсо-Гарсія. – В східній частині Північної Америки після пожежі зазвичай виділяють чотири послідовних стадії вегетації. На першому етапі на випаленій поверхні заселяються коркові лишайники й мохи. Згодом грунт покривається чашоподібними та роговими лишайниками. А потім через 20 років з’являються кущисті лишайники, які замінять попередню рослинність ».
Щоб вивчити ДНК лишайників, дослідники подрібнили зразки лишайників і витягли їх ДНК. Але додаткова проблема в роботі з лишайниками полягає в тому, що ті, які складаються з грибів і водоростей, живуть разом. «Це означає, що вся ДНК змішана разом, ми отримуємо один пул, який містить ДНК грибів і ДНК водоростей», – каже Греве. Основна частина лишайника складається з гриба, тому дослідники хотіли зосередитися на ДНК цього грибкового компонента. Порівнюючи пул ДНК з існуючими геномами, дослідники змогли виділити ДНК, що належить грибу, і потім порівняти ДНК грибів з лишайників з різних районів Квебека.
Виявилося, що у лишайників було набагато більше генетичних варіацій, ніж очікували дослідники.
«Загальне припущення полягало в тому, що ці оленячі лишайники в основному розмножуються безстатевим шляхом, тому що було мало доказів того, що вони виробляють спори. Тепер генетичні дані показують всю цю різноманітність, і це призводить до припущення, що це може бути деяка форма статі », – каже Греве.
«Фактично ми виявили безліч репродуктивних структур у видів, і ці структури утворюються після статевого розмноження», – робить висновок Алонсо-Гарсія.
При цьому після лісової пожежі нові виникають лишайники генетично схожі на ті, що були раніше.
Натхнення: hightech.fm