Kvasac, alge i gljive, zajedno za opstanak lišajeva

Kao što smo vidjeli u prethodnom postu o lišajevi, trebaju im određene uslove okoline da bi mogli dobro preživjeti i pravilno se razmnožavati do kolonizacije teritorije.

Lišaj je rezultat simbiotskog odnosa između alge i gljive. Međutim, naučnici su, nakon toliko godina proučavanja lišajeva, su pronašli novo otkriće: u tom odnosu dvoje postoji i treći, kvasac. Kako to da nakon toliko godina studija naučnici nisu shvatili prisustvo kvasca u ovom simbiotskom odnosu?

Simbiotski odnos između algi i gljivica

Sigurno ste ikad u životu vidjeli stijenu s mrljama na površini. Mrlja čije boje mogu varirati između crne, smeđe, narančaste ili zelene. Ta mjesta ste mogli vidjeti i na krovovima, na starim kućama, drveću itd. Ova mjesta koja ste vidjeli su lišajevi koji nastaju kroz vezu između alge i gljive.

U prirodi postoje različite vrste odnosa između živih organizama. Nalazimo živa bića koja su među sobom kompetentna, druga koja su paraziti i druga čija je veza koristi oboje. Više od simbioze, najprikladnija tehnička riječ za nju je uzajamnost. Mutualizam je odnos između algi i gljive koja formira lišaj u kojem dvije strane dobivaju od odnosa. Šta oboje možete izvući iz ove veze?

U životu lišaja alge igraju osnovnu ulogu izvršiti fotosintezu kako bi gljivicu mogli pružiti organsku materiju. Nakratko zastajemo kako bismo objasnili da gljive nisu autotrofna bića, odnosno ne sintetiziraju vlastitu hranu poput biljaka. Gljive trebaju organsku tvar za ishranu. Ovoj organskoj tvari doprinose alge tokom fotosinteze. Da uzvratite uslugu morskim algama, gljiva zahvaća vodu i mineralne soli iz okoline u kojoj živi, bez obzira koliko je suha i pruža joj zaštitu od isušivanja.

Kao što vidimo, ovaj odnos ide od snage do snage. I pobjeđuju i uspijevaju preživjeti u okruženjima koja su prilično složena.

Koliko su korisni lišajevi?

Vidjeli smo odnos da alge i gljive moraju biti u stanju da formiraju lišajeve. Ali za šta koristimo lišajeve? Lišajevi su se kroz istoriju koristili u razne svrhe u kojima se nalazimo:

• Lišaj mana, koji raste u sjevernoj Africi i na Kanarskim ostrvima, može se koristiti kao hrana. Na sjevernom polu sobovi i karibuni hrane se lišajevima.
• U farmaceutskoj industriji su navikli uzmite antibiotike, vitamin C i boje, poput lakmusa.
• U kozmetici se koriste za vađenje esencija i parfema.

Takođe želim napomenuti da se lišajevi danas koriste kao indikatori kontaminacije. Kao što smo vidjeli u ranije spomenutom postu, lišajevima su potrebni određeni atmosferski i biotski uvjeti da bi preživjeli. Osetljivi su na temperature, padavine, vlagu, prisustvo predatora itd. Pa, ovaj organizam služi kao pokazatelj kontaminacije. Lišajevi su ranjivi na suspendovane čestice uzrokovane zagađenjem vazduha ili vodom i tlom na ovim mjestima. Stoga, ako vidimo da neko mjesto ispunjava prave uvjete da lišaj može dobro preživjeti, a opet ga ne vidimo, reći će nam da je mjesto kontaminirano.

Kvasac kao treća komponenta veze

Vidjeli smo od čega se sastoji lišaj i kakva ga koristi za ljude. Međutim, što biste mislili da vam kažem da alge i gljive nisu jedine koje postoje u vezi koja čini lišaj? Od života, u školama, institutima i univerzitetima, kad god su proučavani lišajevi, oni počinju definiranjem da je to simbiotski odnos između algi i gljiva. Ali nedavne studije potvrditi da postoji treća komponenta veze: kvasac.

Na planeti ih ima više od 15.000 vrsta lišajeva i svi su proučavani na osnovu toga što su rezultat odnosa između algi i gljivica. Ali danas je možda vrijeme da počnemo mijenjati ovu ideju. Kvasac je dio ovog konzorcija između algi i gljivica kao komponenta lišaja. Naučnici ranije nisu uspeli da otkriju prisustvo ovog organizma ni preko moćnih analitičkih povećala i nakon vekova i generacija studija.

Otkrivači ove treće komponente veze bili su postdoktorski istraživač Toby Spribille i njegove kolege sa univerziteta u Montani u Missouli, Uppsali (Švedska), Gracu (Austrija), Purdueu (SAD) i Kanadskom institutu za napredna istraživanja u Torontu. Da bi se došlo do ovog otkrića, oni su, osim snažnih mikroskopskih opažanja, temeljito korišteni i sa genomskim opažanjima.

Proučavanje lišajeva toksičnih za sisare

Ovo otkriće je na naslovnici časopisa nauka i pretpostavlja sve revolucija za ono što se znalo o lišajevima i njihovom ponašanju, preživljavanju, vezama, fenologiji itd. To izaziva zabrinutost naučnika zbog ponovne procjene svih postojećih znanja i pretpostavki (čak i najosnovnijih) o načinu na koji se formiraju lišajevi, o tome kako preživljavaju, koju ulogu svaki element veze igra, o tome ko u ulozi igra. i druga pitanja.

Očito, kao i gotovo sva naučna otkrića, to nije bio baš predmet proučavanja. Motivacija naučnika bila je otkriti zašto su dvije vrste lišajeva toliko usko povezane i da žive u istom ekosustavu tako drastičnu razliku: jedan je toksičan za sisare, a drugi nije. Analiza DNK samo je produbila misterij, jer su dvije vrste imale identične genome. Ili se bar tako činilo.

Kvasac je otkriven zahvaljujući lišajevoj DNK

Da bi se objasnilo ovo otkriće, moraju se spomenuti neki elementi molekularne biologije. Počinjemo jer su geni napravljeni od DNK, ali da bi se ti geni aktivirali, mora se otvoriti dvostruka spirala azotnih baza i ukloniti kopija jednog od njezinih lanaca. Ova kopija koju izvadimo iz dvostruke zavojnice nije DNA, jer ima samo jedan lanac, zbog čega je nazivamo RNA. Stoga, ako neko ispita ovaj lanac RNK, posredno gledate gene koji su najaktivniji u toj ćeliji.

To su radili ovi naučnici. Analizirali su RNK ove dvije vrste lišajeva, kako bi utvrdili zašto je jedna otrovna za sisavce, a druga nije. Sigurno bi u RNA sekvenci mogli otkriti razlog ove situacije. Nakon analize obje RNA, otkrivena je prilično značajna razlika: a činjenica je da RNA nije odgovarala samo gljivi poznatoj u simbiozi, već i drugoj vrsti gljivica, kvascu. Ovaj kvasac je prošao potpuno nezapaženo tokom stoljeća i po studija. Pored toga, vrsta lišaja koja je bila otrovna za sisavce sadržavala je mnogo više ovog kvasca nego vrsta koja nije bila toksična.

U prethodnim analizama drugih vrsta lišajeva, ovaj kvasac je previdjen, jer su vrlo manjinske ćelije u ovom simbiontskom odnosu. Nalazimo samo jednu ili dvije kopije DNK po ćeliji. Međutim, već je otkriveno da su neki od njihovih gena vrlo aktivni i mogu stvoriti stotine ili hiljade kopija RNK za svaku DNK. To je bio ključ uspjeha. I zaista, kvasac objašnjava zašto je jedan lišaj toksičan, a drugi nije, iako su u svemu identični.

Proučavanje lišajeva širom svijeta

Ovo otkriće moglo bi se doći u lišajevima u Montani kako bi se otkrilo zašto je jedan bio toksičan za sisavce, a drugi nije, iako ima isti genom. Kako god, Istraživači su tražili prisustvo ovog kvasca u lišajevima širom svijeta. Od Japana do Antarktika preko Latinske Amerike ili Etiopije. Kao što su i očekivali, treća komponenta ove simbiotske veze nalazi se u svim lišajevima na svijetu. To je sveprisutna komponenta najpoznatije simbioze u biologiji.

Od sada, kad definiramo lišaj, moramo reći da je to simbiotski odnos između alge, gljive i kvasca (iako je kvasac sam po sebi vrsta gljive), budući da je ovaj kvasac prisutan u svim lišajevima kroz istoriju, međutim, skriven je od svih povećala naučnika već više od 100 godina. Znanstvenici su to sigurno otkrili i drugim prilikama, ali to prije nisu shvatili.