Fosszíliák és a horizontális génátvitel vizsgálatával kalibrálták újra a gombák törzsfáját a HUN-REN kutatói
A Szegedi Biológiai Kutatóközpont (HUN-REN SZBK) munkatársai és partnereik fosszíliák és a horizontális génátvitel (HGT) vizsgálatával kalibrálták újra a gombák törzsfáját, kiderült, a gombák szerepe a szárazföld meghódításában több száz millió évvel korábban kezdődhetett, mint eddig gondolták - közölte a Magyar Kutatási Hálózathoz (HUN-REN) tartozó intézet honlapján.
A legtöbb élőlény csoport esetében a fosszilis leletek geológiai naptárként szolgálnak, feltárva az egyes csoportok földtörténeti korát. Van azonban egy figyelemre méltó kivétel e kövületeken alapuló idővonal alól: a gombák, mert a jellemzően puha, fonalas struktúráik ritkán kövesednek meg - fosszilizálódnak - jól.
A gombák fosszilis leletanyagában lévő hiányosságok áthidalására a tudósok a molekuláris órát használják. Az óra beállításához a tudósoknak a fosszilis leletekből származó "horgonypontokkal" kell kalibrálniuk azt. A gombakövületek ritkasága miatt ez mindig is komoly kihívást jelentett.
Az eljárást először Szöllősi Gergely - a japán Okinawai Tudományos és Technológiai Intézet (OIST) és a HUN-REN kutatója - valamint csapata dolgozta ki. Míg a gének általában szülőről gyermekre öröklődnek, a HGT olyan, mintha egy gén oldalirányban ugrana át egyik fajból a másikba. Ezek az események erőteljes időbeli nyomokat szolgáltatnak. Ha egy gén az A vonalból átugrott a B vonalba, az egyértelmű szabályt állít fel: az A vonal közös ősének idősebbnek kell lennie annál az időpontnál, amikor az adott gén megjelent a B vonalban. A gombák törzsfáján 17 ilyen átadás azonosításával egy sor "idősebb, mint/fiatalabb, mint" kapcsolatot állapított meg a csapat, amelyek segítettek pontosítani és leszűkíteni a gombák idővonalát.
Ezt az úttörő kutatást - amely eredményeiről a Nature Ecology & Evolution című folyóiratban számoltak be - a HUN-REN az SZBK-ban és az Ökológiai Kutatóközpontban működő csoportjai és az OIST közötti szoros együttműködés tette lehetővé.
Szánthó L. Lénárd, valamint Merényi Zsolt vezetésével a kutatók azt vizsgálták, mikor kezdtek el a mai gombák diverzifikálódni. A kövületek, valamint a ritka horizontális géntranszferekből származó relatív korinformációk, továbbá a pektinbontó enzimcsaládok gomba genomokban való dúsulásának idejét figyelembe véve, elemzésük arra a következtetésre jutott, hogy a ma élő gombák közös őse nagyjából 1,4-0,9 milliárd évvel ezelőtt már létezett - jóval a szárazföldi növények megjelenése előtt. Ez az időzítés és a pektinbontó géncsaládok terjedése alátámasztja a gombák és algák közötti kölcsönhatások hosszú előjátékát, amely segített előkészíteni a terepet a szárazföldi élet számára.
A gombák működtetik az ökoszisztémákat - újrahasznosítják a tápanyagokat, partnerségre lépnek más élőlényekkel és néha betegségeket okoznak. Idővonaluk pontosítása megmutatja, hogy a gombák már jóval a növények előtt diverzifikálódtak, valószínűleg segítettek előkészíteni az utat a szárazföldi ökoszisztémák számára.
Ez a felülvizsgált idővonal alapvetően újraértelmezi a szárazföld meghódításának történetét. Azt sugallja, hogy több százmillió évvel az első valódi növények meggyökerezése előtt a gombák már jelen voltak, valószínűleg mikrobiális közösségekben. Ez a hosszú előkészítő szakasz elengedhetetlen lehetett a Föld kontinenseinek lakhatóvá tételéhez. Ezek az ősi gombák - baktérium-közösségekkel együtt - lehettek az első igazi ökoszisztéma-mérnökök, létrehozva az első kezdetleges talajokat és alapvetően megváltoztatva a szárazföldi környezetet. Ebben az új nézetben a növények nem egy kopár pusztaságot hódítottak meg, hanem egy olyan világot, amelyet évmilliókon át a mikroszervezetek, köztük gombák ősi és kitartó tevékenysége alakított.
(Forrás: MTI)
A legtöbb élőlény csoport esetében a fosszilis leletek geológiai naptárként szolgálnak, feltárva az egyes csoportok földtörténeti korát. Van azonban egy figyelemre méltó kivétel e kövületeken alapuló idővonal alól: a gombák, mert a jellemzően puha, fonalas struktúráik ritkán kövesednek meg - fosszilizálódnak - jól.A gombák fosszilis leletanyagában lévő hiányosságok áthidalására a tudósok a molekuláris órát használják. Az óra beállításához a tudósoknak a fosszilis leletekből származó "horgonypontokkal" kell kalibrálniuk azt. A gombakövületek ritkasága miatt ez mindig is komoly kihívást jelentett.
A kutatók ezt egy újszerű információforrás bevonásával oldották meg: a különböző élőlénycsoportok közötti "géncserékkel", egy olyan folyamattal, amelyet horizontális géntranszfernek (HGT) neveznek.
Az eljárást először Szöllősi Gergely - a japán Okinawai Tudományos és Technológiai Intézet (OIST) és a HUN-REN kutatója - valamint csapata dolgozta ki. Míg a gének általában szülőről gyermekre öröklődnek, a HGT olyan, mintha egy gén oldalirányban ugrana át egyik fajból a másikba. Ezek az események erőteljes időbeli nyomokat szolgáltatnak. Ha egy gén az A vonalból átugrott a B vonalba, az egyértelmű szabályt állít fel: az A vonal közös ősének idősebbnek kell lennie annál az időpontnál, amikor az adott gén megjelent a B vonalban. A gombák törzsfáján 17 ilyen átadás azonosításával egy sor "idősebb, mint/fiatalabb, mint" kapcsolatot állapított meg a csapat, amelyek segítettek pontosítani és leszűkíteni a gombák idővonalát.
Ezt az úttörő kutatást - amely eredményeiről a Nature Ecology & Evolution című folyóiratban számoltak be - a HUN-REN az SZBK-ban és az Ökológiai Kutatóközpontban működő csoportjai és az OIST közötti szoros együttműködés tette lehetővé.
Szánthó L. Lénárd, valamint Merényi Zsolt vezetésével a kutatók azt vizsgálták, mikor kezdtek el a mai gombák diverzifikálódni. A kövületek, valamint a ritka horizontális géntranszferekből származó relatív korinformációk, továbbá a pektinbontó enzimcsaládok gomba genomokban való dúsulásának idejét figyelembe véve, elemzésük arra a következtetésre jutott, hogy a ma élő gombák közös őse nagyjából 1,4-0,9 milliárd évvel ezelőtt már létezett - jóval a szárazföldi növények megjelenése előtt. Ez az időzítés és a pektinbontó géncsaládok terjedése alátámasztja a gombák és algák közötti kölcsönhatások hosszú előjátékát, amely segített előkészíteni a terepet a szárazföldi élet számára.
A gombák működtetik az ökoszisztémákat - újrahasznosítják a tápanyagokat, partnerségre lépnek más élőlényekkel és néha betegségeket okoznak. Idővonaluk pontosítása megmutatja, hogy a gombák már jóval a növények előtt diverzifikálódtak, valószínűleg segítettek előkészíteni az utat a szárazföldi ökoszisztémák számára.
Ez a felülvizsgált idővonal alapvetően újraértelmezi a szárazföld meghódításának történetét. Azt sugallja, hogy több százmillió évvel az első valódi növények meggyökerezése előtt a gombák már jelen voltak, valószínűleg mikrobiális közösségekben. Ez a hosszú előkészítő szakasz elengedhetetlen lehetett a Föld kontinenseinek lakhatóvá tételéhez. Ezek az ősi gombák - baktérium-közösségekkel együtt - lehettek az első igazi ökoszisztéma-mérnökök, létrehozva az első kezdetleges talajokat és alapvetően megváltoztatva a szárazföldi környezetet. Ebben az új nézetben a növények nem egy kopár pusztaságot hódítottak meg, hanem egy olyan világot, amelyet évmilliókon át a mikroszervezetek, köztük gombák ősi és kitartó tevékenysége alakított.
(Forrás: MTI)
Hozzászólások