Yeast, algae agus fungas, còmhla airson crotail a chumail beò

Mar a chunnaic sinn ann an post roimhe mu dheidhinn crotail, feumaidh iad suidheachaidhean àrainneachd sònraichte airson a bhith comasach air mairsinn gu math agus ath-riochdachadh gu ceart gus an tuineachadh an sgìre.

Tha crotal mar thoradh air dàimh symbiotic eadar alga agus fungas. Ach, tha luchd-saidheans, às deidh uimhir de bhliadhnaichean a ’sgrùdadh crotail, air lorg ùr a lorg: anns an dàimh sin de dhà, tha treas, beirm. Ciamar a tha e, às deidh uimhir de bhliadhnaichean de sgrùdadh, nach robh luchd-saidheans air mothachadh a dhèanamh air làthaireachd giosta anns an dàimh symbiotic seo?

Dàimh samhlachail eadar alga agus fungas

Gu cinnteach chunnaic thu a-riamh creag le spotan air an uachdar nad bheatha. Stain aig am faod na dathan aca a bhith eadar dubh, donn, orains no uaine. Tha thu cuideachd air na spotan sin fhaicinn air na mullaichean, air seann taighean, craobhan, msaa. Na spotan sin a chunnaic thu tha crotail a tha air an cruthachadh tro cheangal eadar alga agus fungas.

Ann an nàdar tha diofar sheòrsaichean dàimh eadar fàs-bheairtean beò. Lorg sinn creutairean beò a tha comasach nam measg fhèin, feadhainn eile a tha nan dìosganaich agus feadhainn eile aig a bheil dàimh buannachdan an dà chuid. A bharrachd air symbiosis, is e co-dhàimh am facal teicnigeach as freagarraiche air a shon. Is e co-dhàimh an dàimh eadar na lìonanaich agus am fungas a tha mar chrotal anns a bheil an dà phàrtaidh a ’faighinn buannachd às an dàimh. Dè as urrainn don dithis agaibh fhaighinn a-mach às an dàimh seo?

Ann am beatha crotal, tha àite bunaiteach aig na lìonanaich a ’dèanamh photosynthesis gus a bhith comasach air stuth organach a thoirt don fhungas. Bidh sinn a ’stad airson ùine ghoirid gus mìneachadh nach e fungas fèin-ghluasadach a th’ ann am fungasan, is e sin, chan eil iad a ’dèanamh synthesis den bhiadh aca fhèin mar lusan. Feumaidh balgan-buachair stuth organach airson a bhiadhadh. Tha an stuth organach seo air a chuir ris leis na lìonanaich rè foto-co-chur. Gus am fàbhar a thilleadh chun na feamainn, bidh am fungas a ’glacadh uisge agus salainn mèinnearach bhon àrainneachd far a bheil e a’ fuireach, ge bith dè cho tioram ‘s a tha e, agus a’ toirt dìon dha an aghaidh a bhith a ’fàs sgìth.

Mar a chì sinn, tha an dàimh seo a ’dol bho neart gu neart. Bidh an dithis a ’buannachadh agus a’ riaghladh a bhith beò ann an àrainneachdan a tha gu math toinnte.

Dè cho feumail 'sa tha crotail?

Tha sinn air faicinn an dàimh a th ’aig lìonanaich agus fungasan a bhith comasach air crotail a chruthachadh. Ach carson a bhios sinn a ’cleachdadh crotail? Chaidh crotail a chleachdadh air feadh eachdraidh airson diofar adhbharan anns a bheil sinn fhìn:

• Faodar crotal Manna, a bhios a ’fàs ann an Afraga a Tuath agus na h-Eileanan Canary, a chleachdadh mar bhiadh. Aig a ’Phòla a Tuath, bidh fèidh Lochlannach is caribou ag ithe crotail.
• Anns a ’ghnìomhachas cungaidh-leigheis tha iad cleachdte ri faigh antibiotics, vitimín C, agus dathan, mar litmus.
• Ann an cungaidhean maise thathas gan cleachdadh gus teisteanasan agus cùbhrachdan a thoirt a-mach.

Tha mi cuideachd airson iomradh a thoirt air gu bheil crotail air an cleachdadh an-diugh mar comharran truailleadh. Mar a chunnaic sinn san dreuchd roimhe seo air an deach iomradh a thoirt roimhe, tha crotail a ’feumachdainn suidheachaidhean àraid agus bith-eòlasach gus a bhith beò. Tha iad ann an cunnart bho theodhachd, sileadh, taiseachd, làthaireachd chreachadairean, msaa. Uill, tha an organachadh seo na chomharradh air truailleadh. Le bhith so-leònte ri mìrean crochte air adhbhrachadh le truailleadh èadhair no truailleadh uisge agus ùir, cha bhith crotail a ’fàs anns na h-àiteachan sin. Mar sin, ma chì sinn gu bheil àite a ’coinneachadh ris na suidheachaidhean ceart airson crotal a bhith beò gu math, agus a dh’ aindeoin sin chan eil sinn ga fhaicinn, innsidh e dhuinn gu bheil an t-àite air a thruailleadh.

Yeast mar an treas pàirt den dàimh

Chunnaic sinn dè a th ’ann an crotal agus dè na cleachdaidhean a th’ ann airson daoine. Ach, dè a bhiodh tu a ’smaoineachadh nan robh mi ag innse dhut nach e na lìonanaich agus am fungas an aon fheadhainn a tha ann an dàimh a tha a’ dèanamh suas an crotal? Bho bheatha, ann an sgoiltean, institiudan agus oilthighean, gach uair a chaidh crotail a sgrùdadh, bidh iad a ’tòiseachadh le bhith a’ mìneachadh gur e dàimh samhlachail a th ’ann eadar algae agus fungas. Ach sgrùdaidhean o chionn ghoirid dearbhaich gu bheil an treas pàirt den dàimh: beirm.

Air a ’phlanaid tha barrachd air 15.000 gnè de chrotail agus chaidh a h-uile gin dhiubh a sgrùdadh air a ’bhunait gu bheil iad mar thoradh air a’ cheangal eadar algae agus fungas. Ach an-diugh, is dòcha gu bheil an t-àm ann tòiseachadh air a ’bheachd seo atharrachadh. Tha beirm mar phàirt den cho-bhanntachd seo eadar algaich agus fungas mar phàirt de chrotal. Cha robh e comasach dha luchd-saidheans làthaireachd na h-organaig seo a lorg roimhe seo eadhon tro speuclairean meudachaidh anailis cumhachdach agus às deidh linntean agus ginealaichean de sgrùdaidhean.

Tha na lorgar air an treas pàirt seo den dàimh air a bhith fear-rannsachaidh postdoctoral Toby Spribille agus a cho-obraichean bho Oilthighean Montana ann am Missoula, Uppsala (An t-Suain), Graz (an Ostair), Purdue (USA) agus Institiud Canada airson Rannsachadh Adhartach ann an Toronto. Gus an lorg seo a dhèanamh, chaidh an cleachdadh gu domhainn, a bharrachd air beachdan cumhachdach microscopach, le beachdan genomic.

Sgrùdadh crotail puinnseanta do mhamailean

Tha an lorg seo air a bhith air còmhdach na h-iris saidheans agus is dòcha gu h-iomlan tionndadh airson na bha fios mu chrotail agus an giùlan, mairsinn, dàimhean, phenology, msaa. Tha seo a ’togail dhraghan do luchd-saidheans mu ath-mheasadh a h-uile eòlas agus barailean a tha ann (eadhon an fheadhainn as bunaitiche) mun dòigh anns a bheil crotail a’ cruthachadh, mu mar a bhios iad beò, dè a ’phàirt a th’ aig gach eileamaid den dàimh, mu cò a bhios a ’cluich dè a’ phàirt a th ’ann an symbiosis , agus cùisean eile.

Gu follaiseach, mar a bha cha mhòr a h-uile lorg saidheansail, cha b ’e sin an dearbh rud sgrùdaidh. B ’e adhbhar an luchd-saidheans faighinn a-mach carson a tha dà ghnè de chrotail cho dlùth cheangailte agus a tha a’ fuireach san aon eag-shiostam cho eadar-dhealaichte: tha aon dhiubh puinnseanta do mhamailean agus am fear eile nach eil. Cha robh mion-sgrùdadh DNA ach air an dìomhaireachd a dhoimhneachadh, oir bha genomes co-ionann aig an dà ghnè. No mar sin bha e coltach.

Chaidh Yeast a lorg le taing do DNA crotail

Gus an lorg seo a mhìneachadh, feumar iomradh a thoirt air cuid de eileamaidean de bhith-eòlas moileciuil. Bidh sinn a ’tòiseachadh leis gu bheil ginean air an dèanamh de DNA, ach gus na ginean sin a ghnìomhachadh, feumar an helix dùbailte de bhunaitean nitrogenous fhosgladh agus feumar leth-bhreac de aon de na dualan aige a thoirt air falbh. Chan e DNA a th ’anns a’ leth-bhreac seo a bheir sinn bhon helix dùbailte leis nach eil ach aon dual aige, agus mar sin is e RNA a chanas sinn ris. Mar sin, ma nì duine sgrùdadh air an dual seo de RNA, tha thu gu neo-dhìreach a ’coimhead air na ginean as gnìomhaiche sa chill sin.

Is e seo a bha an luchd-saidheans seo a ’dèanamh. Rinn iad mion-sgrùdadh air RNA an dà ghnè crotail sin, gus faighinn a-mach carson a bha aon dhiubh puinnseanta do mhamailean agus am fear eile nach robh. Gu cinnteach ann an òrdugh RNA dh ’fhaodadh iad faighinn a-mach adhbhar an t-suidheachaidh seo. Às deidh mion-sgrùdadh air an dà RNA, chaidh eadar-dhealachadh gu math iongantach a lorg: agus is e nach robh an RNA a ’freagairt a-mhàin ris an fhungas a tha aithnichte anns an symbiosis, ach cuideachd ri seòrsa eile de fhungas, beirm. Tha an giosta seo air a dhol gu tur gun mhothachadh airson ceud bliadhna gu leth de sgrùdaidhean. A bharrachd air an sin, bha mòran a bharrachd den ghiosta seo anns a ’ghnè crotal a bha puinnseanta dha mamalan na an gnè nach robh puinnseanta.

Ann an sgrùdaidhean roimhe air seòrsachan eile de chrotail, chaidh dearmad a dhèanamh air a ’ghiosta seo oir tha iad gu math beag-cheallan anns an dàimh symbiont seo. Cha lorg sinn ach aon no dhà leth-bhreac de DNA gach cealla. Ach, chaidh a lorg mar-thà gu bheil cuid de na ginean aca gu math gnìomhach agus gun urrainn dhaibh ceudan no mìltean de leth-bhreacan de RNA a dhèanamh airson gach fear de DNA. B ’e sin an iuchair gu soirbheachas. Agus, gu dearbh, is e an giosta a tha a ’mìneachadh carson a tha aon chrotal puinnseanta agus am fear eile, a dh’ aindeoin gu bheil iad co-ionann anns a h-uile càil eile.

Sgrùdadh crotail air feadh an t-saoghail

Dh ’fhaodadh an lorg seo a bhith air a dhèanamh ann an crotail Montana gus faighinn a-mach carson a bha aon dhiubh puinnseanta do mhamailean agus cha robh am fear eile, a dh’ aindeoin gu robh an aon genoma ann. Ach, Choimhead an luchd-rannsachaidh airson an giosta seo a bhith an làthair ann an crotail air feadh an t-saoghail. Bho Iapan gu Antarctica tro Ameireagaidh Laidinn no Ethiopia. Mar a bhiodh dùil aca, lorgar an treas pàirt den dàimh symbiotic seo anns a h-uile crotal san t-saoghal. Tha e na phàirt sgaoilteach de na symbiosis as ainmeil ann am bith-eòlas.

Mar sin bho seo a-mach, nuair a bhios sinn a ’mìneachadh crotal, feumaidh sinn a ràdh gur e dàimh symbiotic a th ’ann eadar alga, fungas agus beirm (ged a tha beirm fhèin na sheòrsa de fhungas), leis gu bheil an giosta seo air a bhith an làthair anns a h-uile crotal tro eachdraidh, ge-tà, tha e air a bhith falaichte bho na glainneachan meudachaidh de luchd-saidheans airson còrr is 100 bliadhna. Tha luchd-saidheans gu cinnteach air a lorg aig amannan eile, ach cha do thuig iad roimhe.