Kvasac, alge i gljive, zajedno za opstanak lišajeva

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

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

Simbiotski odnos alge i gljive

Sigurno ste 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 povezivanjem alge i gljive.

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

U životu lišaja alge igraju temeljnu ulogu izvršiti fotosintezu kako bi gljivu mogli pružiti organsku tvar. Nakratko zastajemo kako bismo objasnili da gljive nisu autotrofna bića, odnosno ne sintetiziraju vlastitu hranu poput biljaka. Gljive trebaju organsku tvar za hranjenje. Ovoj organskoj tvari doprinose alge tijekom 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 formirati lišajeve. Ali za što koristimo lišajeve? Lišajevi su se kroz povijest koristili u razne svrhe u kojima se nalazimo:

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

Također želim napomenuti da se lišajevi danas koriste kao pokazatelji onečišćenja. Kao što smo vidjeli u prethodno spomenutom postu, lišajevi zahtijevaju određene atmosferske i biotske uvjete da bi preživjeli. Osjetljivi su na temperature, oborine, vlagu, prisutnost grabežljivaca itd. Pa, ovaj organizam služi kao pokazatelj onečišćenja. Na tim mjestima lišajevi ne rastu na suspendirane čestice uzrokovane onečišćenjem zraka ili vodom i tlom. 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 pomislili kad bih vam rekao da alge i gljivice nisu jedine koje postoje u vezi koja čini lišaj? Od života, u školama, institutima i sveučilištima, kad god se proučavaju lišajevi, započinju definiranjem da je to simbiotski odnos između algi i gljiva. Ali nedavna istraživanja potvrditi da postoji treća komponenta veze: kvasac.

Na planetu ih ima više od 15.000 XNUMX vrsta lišajeva a svi su proučavani na temelju 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 gljiva kao komponenta lišaja. Znanstvenici prije toga nisu mogli otkriti prisutnost ovog organizma čak ni pomoću moćnih analitičkih povećala i nakon stoljeća i generacija studija.

Otkrivači ove treće komponente veze bili su postdoktorski istraživač Toby Spribille i njegove kolege sa sveučilišta u Montani u Missouli, Uppsali (Švedska), Grazu (Austrija), Purdueu (SAD) i Kanadskom institutu za napredna istraživanja u Torontu. Da bi došli do ovog otkrića, korišteni su u dubini, osim snažnih mikroskopskih promatranja, i genomskim promatranjima.

Proučavanje lišajeva otrovnih za sisavce

Ovo je otkriće bilo na naslovnici časopisa Znanost i pretpostavlja sve revolucija za ono što se znalo o lišajevima i njihovom ponašanju, preživljavanju, vezama, fenologiji itd. To izaziva zabrinutost znanstvenika 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 tko koju ulogu igra u simbiozi i druga pitanja.

Očito, kao i gotovo sva znanstvena otkrića, to nije bio baš predmet proučavanja. Motivacija znanstvenika bila je otkriti zašto su dvije vrste lišajeva toliko usko povezane i da žive u istom ekosustavu tako drastičnu razliku: jedno je otrovno za sisavce, a drugo nije. DNK analiza samo je produbila misterij, jer su dvije vrste imale identične genome. Ili se barem 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 DNA, ali da bi se ti geni aktivirali, mora se otvoriti dvostruka spirala dušičnih 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 netko istraži ovaj lanac RNA, posredno gledate gene koji su najaktivniji u toj stanici.

To su radili ti znanstvenici. Analizirali su RNA ove dvije vrste lišajeva, kako bi utvrdili zašto je jedna otrovna za sisavce, a druga nije. Sigurno bi u RNA slijedu 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 prošao je potpuno nezapaženo tijekom stoljeća i pol studija. Uz to, vrsta lišajeva 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 je kvasac previden jer su oni vrlo manjinske stanice u ovom simbiontskom odnosu. Nalazimo samo jednu ili dvije kopije DNA po stanici. Međutim, već je otkriveno da su neki od njihovih gena vrlo aktivni i mogu stvoriti stotine ili tisuće kopija RNA za svaku DNK. To je bio ključ uspjeha. I zaista, kvasac objašnjava zašto je jedan lišaj toksičan, a drugi nije, unatoč činjenici da su u svemu ostalom identični.

Proučavanje lišajeva širom svijeta

Ovo bi otkriće moglo doći do lišaja u Montani kako bi se otkrilo zašto je jedan otrovan sisavcima, a drugi nije, unatoč tome što ima isti genom. Međutim, Istraživači su tražili prisutnost ovog kvasca u lišajevima širom svijeta. Od Japana do Antarktika preko Latinske Amerike ili Etiopije. Kao što su i očekivali, treća komponenta ovog simbiotskog odnosa 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 tijekom povijesti, međutim, skriven je od svih povećala znanstvenika već više od 100 godina. Znanstvenici su to sigurno otkrili u drugim prilikama, ali prije toga nisu to shvatili.