Kvas, alge in glive, skupaj za preživetje lišajev

Kot smo videli v prejšnji objavi o lišaji, potrebujejo določene okoljske razmere, da lahko dobro preživijo in se pravilno razmnožujejo do kolonizacije ozemlja.

Lišaj je posledica simbiotskega odnosa med algo in glivico. Vendar pa so znanstveniki po toliko letih preučevanja lišajev so našli novo odkritje: v tem razmerju dveh je tretji, kvas. Kako to, da po toliko letih študija znanstveniki niso spoznali prisotnosti kvasa v tem simbiotskem razmerju?

Simbiotsko razmerje med algami in glivicami

Gotovo ste v življenju kdaj videli kamnino s pikami na njeni površini. Barva, katere barve se lahko razlikujejo med črno, rjavo, oranžno ali zeleno. Te točke ste lahko videli tudi na strehah, na starih hišah, drevesih itd. Te lise, ki ste jih videli so lišaji, ki nastanejo prek povezave med algo in glivico.

V naravi obstajajo različne vrste odnosov med živimi organizmi. Najdemo živa bitja, ki so med seboj kompetentna, druga paraziti in druga, katerih razmerje je koristi oboje. Najbolj kot simbioza je zanjo najprimernejša tehnična beseda vzajemnost. Vzajemnost je razmerje med algami in glivicami, ki tvorijo lišaj, v katerem obe stranki iz razmerja pridobita. Kaj lahko oba dobita iz tega razmerja?

V življenju lišajev imajo alge temeljno vlogo izvedite fotosintezo, da lahko glivicam priskrbite organske snovi. Na kratko ustavimo, da razložimo, da glive niso avtotrofna bitja, to pomeni, da ne sintetizirajo lastne hrane kot rastline. Gobe ​​za prehrano potrebujejo organske snovi. Te organske snovi med fotosintezo prispevajo alge. Če želite vrniti uslugo morskim algam, gliva zajema vodo in mineralne soli iz okolja, kjer živi, ne glede na to, kako suh je in mu daje zaščito pred izsušitvijo.

Kot vidimo, ta odnos prehaja iz moči v moč. Oba zmagata in uspeta preživeti v okoljih, ki so precej zapletena.

Kako koristni so lišaji?

Videli smo razmerje, da morajo alge in glive oblikovati lišaje. Za kaj pa uporabljamo lišaje? Lišaji so se skozi zgodovino uporabljali za različne namene, v katerih smo se znašli:

• Manna lišaj, ki raste v severni Afriki in na Kanarskih otokih, lahko uporabimo kot hrano. Na severnem polu se severni jeleni in karibuji prehranjujejo z lišaji.
• V farmacevtski industriji so vajeni dobiti antibiotike, vitamin C in barvila, kot lakmus.
• V kozmetiki se uporabljajo za pridobivanje esenc in parfumov.

Prav tako želim omeniti, da se lišaji danes uporabljajo kot indikatorji kontaminacije. Kot smo videli v prejšnjem prispevku, omenjenem prej, lišaji potrebujejo določene atmosferske in biotske razmere, da lahko preživijo. Občutljivi so na temperature, padavine, vlago, prisotnost plenilcev itd. No, ta organizem služi kot indikator kontaminacije. Lišaji na teh mestih ne rastejo kot delci v suspenziji, ki jih povzroča onesnaženje zraka ali voda in tla. Če torej vidimo, da kraj izpolnjuje ustrezne pogoje za dobro preživetje lišajev, pa ga kljub temu ne vidimo, nam bo povedal, da je kraj onesnažen.

Kvas kot tretja komponenta odnosa

Videli smo, iz česa je lišaj in kakšno uporabo ima za ljudi. Kaj pa bi si mislil, če bi ti rekel, da alge in glive niso edine, ki obstajajo v razmerju, ki sestavlja lišaj? Že vse življenje v šolah, inštitutih in na univerzah, kadar koli preučujejo lišaje, najprej opredelijo, da gre za simbiotsko razmerje med algami in glivicami. Toda nedavne študije potrdite, da obstaja tretja komponenta razmerja: kvas.

Na planetu obstajajo več kot 15.000 vrst lišajev in vsi so bili preučeni na podlagi, da so rezultat razmerja med algami in glivami. Toda danes je morda čas, da začnemo spreminjati to idejo. Kvas je del tega konzorcija med algami in glivicami kot sestavina lišajev. Znanstveniki prisotnosti tega organizma prej niso mogli zaznati niti z močnimi analitičnimi povečevalnimi stekli in po stoletjih in generacijah študij.

Odkritelji tega tretjega dela razmerja so bili podoktorski raziskovalec Toby Spribille in njegovi kolegi z univerz v Montani v Missouli, Uppsali (Švedska), Gradcu (Avstrija), Purdueju (ZDA) in Kanadskem inštitutu za napredne raziskave v Torontu. Da bi prišli do tega odkritja, so bili poleg močnih mikroskopskih opazovanj temeljito uporabljeni tudi z genomskimi opazovanji.

Študija lišajev, strupenih za sesalce

To odkritje je bilo na naslovnici revije Znanost in predvideva vse revolucija za tisto, kar je bilo znano o lišajih in njihovem vedenju, preživetju, odnosih, fenologiji itd. To vzbuja zaskrbljenost znanstvenikov glede ponovne ocene vsega obstoječega znanja in predpostavk (tudi najosnovnejših) o načinu oblikovanja lišajev, o tem, kako preživijo, kakšno vlogo ima vsak element razmerja, o tem, kdo ima kakšno vlogo v simbiozi in druga vprašanja.

Očitno tako kot skoraj vsa znanstvena odkritja tudi to ni bil ravno predmet proučevanja. Motivacija znanstvenikov je bila ugotoviti, zakaj sta dve vrsti lišajev tako tesno povezani in imata v istem ekosistemu tako drastično razliko: eno je strupeno za sesalce, drugo pa ne. Analiza DNK je skrivnost le še poglobila, ker sta imeli dve vrsti enakih genov. Ali vsaj tako se je zdelo.

Kvas so odkrili zahvaljujoč DNK lišajev

Za razlago tega odkritja je treba omeniti nekatere elemente molekularne biologije. Začnemo, ker so geni narejeni iz DNK, vendar je treba za aktiviranje teh genov odpreti dvojno vijačnico dušikovih baz in odstraniti kopijo enega od njenih verig. Ta kopija, ki jo vzamemo iz dvojne vijačnice, ni DNA, saj ima samo eno verigo, zato jo imenujemo RNA. Če torej nekdo preuči to verigo RNA, posredno gledate gene, ki so najbolj aktivni v tej celici.

To so počeli ti znanstveniki. Analizirali so RNA teh dveh vrst lišajev, da bi ugotovili, zakaj je ena strupena za sesalce, druga pa ne. Gotovo bi lahko v zaporedju RNA odkrili razlog za to. Po analizi obeh RNA je bila odkrita precej izjemna razlika: in dejstvo je, da RNA ni ustrezala le glivi, ki jo poznamo v simbiozi, temveč tudi drugi vrsti glive, kvasu. Ta kvas je ostal popolnoma neopažen že stoletje in pol študij. Poleg tega je vrsta lišajev, ki je bila strupena za sesalce, vsebovala veliko več tega kvasa kot vrsta, ki ni bila strupena.

V prejšnjih analizah drugih vrst lišajev je bil ta kvas spregledan, ker so v tem razmerju simbiontov zelo manjšinske celice. Na celico najdemo le eno ali dve kopiji DNA. Vendar so že odkrili, da so nekateri njihovi geni zelo aktivni in lahko naredijo na stotine ali tisoče kopij RNA za vsako DNK. To je bilo ključno za uspeh. In res, kvas je tisti, ki pojasnjuje, zakaj je en lišaj strupen, drugi pa ne, kljub temu, da so v vsem drugem enaki.

Študija lišajev po vsem svetu

To odkritje bi lahko odkrili v lišajih v Montani, da bi odkrili, zakaj je eden strupen za sesalce, drugi pa ne, čeprav ima enak genom. Vendar Raziskovalci so iskali prisotnost tega kvasa v lišajih po vsem svetu. Od Japonske do Antarktike skozi Latinsko Ameriko ali Etiopijo. Kot so pričakovali, je tretja komponenta tega simbiotskega odnosa v vseh lišajih na svetu. Je razširjena sestavina najbolj znane simbioze v biologiji.

Od zdaj naprej, ko definiramo lišaj, moramo reči, da gre za simbiotično razmerje med algo, glivico in kvasom (čeprav je kvas sam po sebi vrsta gliv), ker je bil ta kvas skozi zgodovino prisoten v vseh lišajih, je pa že več kot 100 let skrit pred vsemi povečevalnimi stekli znanstvenikov. Znanstveniki so to zagotovo že odkrili ob drugih priložnostih, a se prej niso zavedali.