Відкрито новий тип симбіозу – фотосинтезуючий міцелій

Все! Відписка! Сторінка Довколаботаніки скочується до рівня бульварної преси! Ось прямо тут і зараз напишемо про інтимні походеньки одноклітинних водоростей та їхнє співжиття з грибами.

-Теж нам новина. – скажуть ті читачі, що лишились. – Про лишайники всім давно відомо!

Але у надрах лабораторій вдалося простежити за симбіозом нового типу. Чиї ж таємні подробиці життя потрапили на шпальти провідних видань світу – від журналу eLife (https://doi.org/10.7554/eLife.47815.001) до нашої сторінки.

Хто в справі?

Першим фігурантом у справі є гриб Mortierella elongata. Це класична любителька декадансу, що шаленіє від процесів гниття, адже саме вони надають їй поживні речовини. Так, можливо, її смаки специфічні, але давайте не оцінювати чужі дієти.

Результат пошуку зображень за запитом "Mortierella elongata"
Міцелій гриба мортієрелла довкола коренів хрестоцвітної рослинки різушки Таля. Джерело: Andrii Gryganskyi

А ось і її партнер Nannochloropsis oceanica. Представник охрофітових водоростей, який готовий потягатися з усіма цими сухопутними щурами оливами, соняшниками та олійними пальмами у виготовленні жирів.

Результат пошуку зображень за запитом "Nannochloropsis oceanica"
Нанохлоропсис на марші. Джерело: MSUToday

Саме через цю рису своєї фізіології нахлоропсис потрапив до лабораторії, де світлі розуми роблять все, щоб ця фотосинтезуюча крихітка покращувала свою врожайність.

Мортірієлла опинилась в цій лабі з тих же причин. Ну, й науковці, як весільні свахи, вирішили звести цих організмів разом.

Кохання з першого погляду

Нанохлоропсис та мортірієлла сподобались один одному з першого погляду. Клітини водорості обліпили кінчики ниточок-гіф гриба, наче в них не перша зустріч, а як мінімум третє побачення.

Світлина від Національний науково-природничий музей НАН України.
Клітини нанохлоропсиса довкола гіфів гриба. Джерело: eLife

Розділяти хліб насущний на двох

Науковці використали метод радіоізотопних міток і ці маячки підтвердили, що в зонах контакту відбувається обмін речовин. Нанохлоропсис віддає карбон, а натомість отримує від гриба нітроген. В обіймашках зацікавлений в основному гриб, бо лише так карбон можна доставити в свій організм, тоді ж як нітроген водорость могла б отримувати просто з середовища платонічно – без жодних контактів.

Безконтакне отримання нітрогену без реєстрації та смс. Джерело: eLife

Разом з тим перша зустріч показала, що це початок тривалих стосунків, адже користь від них отримують обидві зацікавлені сторони.

Тісніші зв’язки

І невдовзі цей здогад підтвердився. За місяць науковці не могли повірити власним очам. Водорості нахабно вдерлися всередину гіфів гриба, спокійно собі там жили та розмножувались, купаючись в крапельках жиру. Здається, що мортієрелла не мала жодних заперечень стосовно таких СПА-процедур, адже окрім зміни іміджу на зелений, нічого страшного з функціонуванням цих ниточок не сталося.

Власне, поглянути за цими зеленими ниточками можна за посиланням:

https://static-movie-usa.glencoesoftware.com/mp4/10.7554/712/2ba8af0c95495468bee2ffee88ccff74e2a29cd0/elife-47815-video3.mp4

Проникнення скоріш за все відбулося через верхівку гіф, але загони нанохролопсиса прокралися всередину непоміченими, тому поки це лиш здогад.

Створена двома організмами химера отримала грізну назву «фотосинтезуючий міцелій» – приємно познайомитись, новий терміне, обери собі капці з шафки.

Від лишайника новий тип симбіозу відрізняється хоча б тим, що водорості тут проникають всередину гриба, тоді ж як в лишайнику таку фамільярність гриб не дозволяє, водорость живе в матриксі, який створив для неї гриб.

Чи існує фотосинтезуючий міцелій в природі?

Тепер до питань на кшталт «Хто вбив Кеннеді?, «Чи є життя на інших планетах?» додалось ще одне. Чи існує фотосинтезуючий міцелій у дикій природі? Поза межами лабораторій його ніхто не зустрічав, але і Mortierella elongata, і Nannochloropsis oceanica розповсюджені дуже широко по нашій планеті, тому таке партнерство цілком могло б виникнути й без втручання науковців.

Внутрішньоклітинна локалізація клытин водоростей N.oceanica у гіфах M. elongata
(A – E) DIC-зображення «зелених гіф» із клітинами N. oceanica (Noc) всередині. Червоної стрілки позначають клітини Noc в області кінчиків гіфи. (B і C) Водорості та гриби культивувались разом протягом місяця спільно культивували протягом ~ 1 місяця. (C – E) Вони ж спільно культивувались протягом 2 місяців. (F і G) Поперечний переріз міцелію, що містить скупчення клітин водоростей. М, міцелій; Nw, клітинна стінка водорості; Mw, клітинна стінка Mortierella; Cy, цитоплазма; V, вакуоля С, хлоропласт;

Проте, ми як науковці, не можемо без втручань – напишіть в коментарях свій улюблений тип симбіозу, найкраще взаємовигідного (мутуалістичного). А 31 серпня ми випадковим чином оберемо одного переможця, який отримає милу брендовану чашку природничого (+1 до смаку Вашого улюбленого напою гарантуємо).