Dołącz do czytelników
Brak wyników

Ekologia

11 marca 2022

NR 49 (Marzec 2022)

Antyklimatyczne grzyby

0 136

Jak można przeciwdziałać nowym zagrożeniom? Najlepiej wykazać się wszechstronnością i szybkością reakcji. Teoria ewolucji wskazuje bowiem na różnorodność oraz bardziej intensywne zmiany widoczne u gatunków o wysokim tempie ewolucji. To właśnie udowodniły grzyby w trakcie 1,5 mld lat swojej historii*. Jak więc wygląda grzybowe portfolio? Czy to właśnie królestwo grzybów może przyczynić się do złagodzenia drastycznych dla ludzi skutków zmian klimatycznych?

Ekstrema związane ze zmianami klimatycznymi będą utrudniały hodowlę roślin i zwierząt i stanowiły wyzwanie dla roślin bliskich wyginięciu. Niestety – to już się dzieje. Jak się przeciwstawić? Najlepiej dzięki specjalistom w zakresie mutualizmu – grzybom endofitycznym.

POLECAMY

Grzybowe CV


Liczne przesłanki wskazują na to, że to właśnie grzyby były mediatorem podczas procesu wyjścia roślin na ląd. Jako organizmy pionierskie bardzo szybko pojawiły się na lądzie, prawdopodobnie w formie porostów, które podobnie jak teraz opierają się na symbiozie grzybów z glonami. Tą fantastyczną łatwość w nawiązywaniu interakcji między innymi organizmami grzyby niewątpliwie zawdzięczają swej sieciowej budowie. Grzyby wielokomórkowe mają bowiem strukturę długich, rozgałęzionych w kształcie liter Y i T, komórek. Mimo że nie tworzą tkanek, a więc również organów, plastyczność strzępek pozwala tworzyć wyspecjalizowane części – np. owocniki. Ich skuteczność w rozmnażaniu i rozprzestrzenianiu organizmów potomnych zauważamy np. w najliczniejszym taksonie grzybów – u workowców. Wiemy, że strzępki są bardzo stare – tak stare, że ich morfologia w zasadniczo niezmienionej formie przetrwała najliczniejsze wymierania. Wśród tych wydarzeń mamy przynajmniej cztery zlodowacenia1 oraz dwa intensywne ocieplenia klimatu, w tym również znaczne zmiany w składzie chemicznym atmosfery. 

Wiemy więc, że te fantastycznie stabilne ewolucyjnie struktury utrzymują się na przestrzeni historii Ziemi, gdzie funkcjonowały w niewątpliwie ekstremalnych dla nas warunkach. Czy jednak ta niesamowitość przekłada się również na nieproporcjonalnie mniejszą skalę geologiczną i taksonomiczną, czyli dekady i szczepy, zamiast miliony i gromady? Wydaje się, że tak. W końcu strzępki bazują na komunikacji i współpracy. Dotyczy to relacji wewnątrz- i międzygatunkowych. Rozległe sieci grzybowe nierzadko porównywane są do sieci internetowej, gdzie praktycznie każda składowa ma kontakt z dowolnym innym elementem sieci. W ten sam sposób funkcjonują grzyby. Mogą więc reagować na zmiany środowiskowe w sposób szybki i adekwatny, nie tracąc integralności i swoich zasobów na kosztowne specjalizacje (jak cały układ nerwowy). 


Doskonali kompani


Strzępki oplatające tkanki roślinne tworzą w zasadzie jeden układ z rośliną żywicielską. Tak efektywna wymiana zasobów i informacji stawia grzyby na piedestale jako wybitne jednostki symbiotyczne.
Są oczywiście grzyby, które w swym symbiotyzmie zawierają wiele (jeżeli nie wyłącznie) elementów pasożytniczych. Zostawmy jednak te scenariusze i skupmy się na przykładach mutualistycznych grzybów endofitycznych i mikoryzowych. 

Ratunek dla roślin 


Endofityzm to wybitny rodzaj symbiotyzmu o wysokiej specjalizacji. Grzyby endofityczne często bytują na konkretnych gatunkach roślin bądź są związane z konkretnym typem siedliska. Ta specjalizacja to również specjalne „narzędzia” wspomagające roślinę w codziennych oraz skrajnych sytuacjach. Udowodniono niejednokrotnie, że rośliny posiadające „dobre” endofity są większe, często wydają więcej owoców i nasion, szybciej przystępują do rozmnażania. Są również bardziej stabilne w obliczu zagrożenia patogenami. Endofity grzybowe często chronią przed innymi symbiontami grzybowymi, bakteryjnymi czy wirusami bądź przynajmniej łagodzą objawy chorób rośliny. W ten sposób udało się uodpornić plantacje kakaowców czy bananowców. Jeżeli scenariusz filmu „Interstellar” stałby się rzeczywistością, to być może właśnie endofity ochroniłyby zbiory przed roślinną pandemią. Co w przypadku bardziej realistycznego scenariusza i globalnych problemów z odpowiednim dla upraw klimatem? 

Susze, podtopienia, skrajne temperatury, intensywne wichury – to kluczowe efekty zmian klimatu w kontekście upraw. Każdy z tych problemów przynajmniej w części może być zniwelowany w skutkach. Najważniejszą i powtarzalną wśród wielu gatunków umiejętnością grzybów endofitycznych jest zwiększanie wzrostu strefy korzeniowej gospodarza. To pozornie banalne rozwiązanie pozwala w pierwszej kolejności na bardziej stabilne usytuowanie w podłożu – sprawa kluczowa dla roślin. Korzenie to przecież również pobór wody, a więc szansa na przetrwanie, gdy tej wody jest mniej. Nadmiar wody to również problem. Stres wodny to realne zagrożenie dla rośliny, która wbrew pozorom również może utonąć. Gdzie szukać tak ekstremalnych warunków? Na pustyni, rzecz jasna, konkretniej na Antarktydzie, którą charakteryzują niskie temperatury i jałowe podłoże. Badacze wykorzystali antarktyczne endofity właśnie do tego, aby zniwelować efekty niedoboru wody. To kolejny przykład na możliwości mikroorganizmów w kontekście modulowania fizjologicznych zdolności roślin do przetrwania. Badania nie wskazują niestety na cudowne właściwości tych endofitów, gdyż w przypadku zwiększonej dostępności wody znaczenie wspomnianych endofitów zmienia się z pozytywnego na neutralne.

Klimat stale się zmienia, lecz obecne zmiany nabierają niebezpiecznego tempa. Taki scenariusz stanowi wyzwanie dla życia na poziomie ewolucyjnym. Dlatego też endofity wydają się świetnymi „responden tami” dla tych problemów. Ze względu na swoje niewielkie genomy i często krótkie cykle pokoleniowe sprawnie adaptują się do środowiska. W przypadku grzybów workowych mamy oczywiście do czynienia z wieloma typami rozmnażan...

Pozostałe 70% treści dostępne jest tylko dla Prenumeratorów

Co zyskasz, kupując prenumeratę?
  • 6 wydań czasopisma "Biologia w Szkole"
  • Dostęp do wszystkich archiwalnych artykułów w wersji online
  • ...i wiele więcej!
Sprawdź

Przypisy

    Komentarze (0)

    Napisz własny komentarz