Botrytis cinerea, возбудитель серой гнили — на редкость универсальный плесневый грибок: он поражает боле 200 видов растений, среди которых почти все фрукты и овощи, которые мы едим. Его не останавливают даже низкие температуры: за неделю он может прорасти и в холодильнике, если продукты были им заражены. 

Серая гниль на винограде (фото Nigel Cattlin). Исследователи из Калифорнийского университета в Риверсайде (США) узнали, что даёт Botrytis cinerea такую универсальность в отношении хозяев. У растений, как известно, есть собственная защита, аналог иммунитета, и патогену, будь то бактерия, гриб или оомицет, нужно эту защиту как-то преодолеть. Обычно молекулярной «отмычкой» для паразита служат какие-то белки, подавляющие защиту растений

Однако серая гниль пошла по другому пути. Как пишут в журнале Science Арне Вейберг (Arne Weiberg) и её коллеги, Botrytis cinerea использует известнейший механизм РНК-интерференции, вводя в растительные клетки малые регуляторные РНК, которые подавляют синтез защитных белков растений.

Исследователи наблюдали этот процесс при заражении серой гнилью растений арабидопсиса (резуховидки Таля): РНК гриба подавляла работу машины РНК-интерференции, которая обычно и препятствует развитию инфекции. 

Мутанты арабидопсиса, нечувствительные к этой РНК, оставались здоровыми, как и мутант самого гриба, который не мог больше синтезировать собственную интерферирующую РНК и заражать растения. Всё то же самое происходило и при использовании вместо арабидопсиса растений томата. 

По словам авторов, это первая работа, описывающая основанный на малых интерферирующих РНК антииммунный механизм, который используется растительными патогенами. Кроме того, нужно добавить, что в этом случае РНК-интерференция происходит между грибами и растениями, относящимися к отдельным царствам эукариот. (Противовирусную РНК-интерференцию, часто встречающуюся у эукариот, тут в учёт не берут — очевидно, из-за особого положения вирусов в живой природе.)

Впрочем, возможно, серая гниль не уникальна, и другие растительные паразиты тоже могут использовать этот механизм усмирения растительного иммунитета. Практический вывод отсюда более чем ясен: чтобы окоротить серую гниль, нужно найти способ подавить синтез её антииммунных РНК.

Истчонки: КОМПЬЮЛЕНТА

Вредители растений и заболевания идут к полюсам с той же скоростью, с какой растёт температура. Именно изменение климата — причина их передислокации, из которой вытекает понятное беспокойство о продовольственной безопасности. 

Патоген Phytophthora infestans, обосновавшийся здесь на помидорах, не даёт покоя человечеству уже много лет. (Фото Visuals Unlimited / Nature Picture Library.) Нет ничего неожиданного в том, что изменение климата вызывает сдвиг в распространении биологических видов по свету с очевидной тенденцией смещения ареалов от экватора к полюсам. Экологи задокументировали переселение многих диких видов, от птиц до насекомых.

Изменение климата и так заставляет сельское хозяйство многих стран трепетать от ужаса, а тут ещё и вредители. «Нашим укреплениям, возведённым из пестицидов и фунгицидов, приходится отражать атаки всё более многочисленных вредителей и заболеваний, причём каждый из последних со временем может приобрести резистентность к любому яду», — бьёт в набат эколог Дэн Беббер из Эксетерского университета (Великобритания), ведущий автор нового исследования. Экспансия популяций вредителей на новые территории повышает риск того, что эти организмы выйдут из-под нашего контроля. 

Одну из самых больших опасностей представляют грибы и оомицеты — схожие, но всё-таки разные группы микроорганизмов, которые вызывают болезни у растений. В последнее время в разных уголках мира появилось несколько высоковирулентных штаммов грибов, а оомицет Phytophthora infestans остаётся проблемой даже через 168 лет после великого ирландского картофельного голода. 

Переселение вредителей растений в мировом масштабе ещё не анализировалось. Дабы восполнить этот пробел, г-н Беббер и его коллеги воспользовались архивом некоммерческой организации CABI («Международный центр сельскохозяйственной бионауки»), которая фиксирует нашествия вредителей и вспышки заболеваний с 1822 года. «Никто ещё не копался в этих базах, — подчёркивает фитопатолог Сара Гёрр, соавтор, тоже из Эксетера. — Наш анализ — самый первый». 

Ещё один автор Марк Рамотовски, работавший над проектом в бытность студентом Оксфордского университета (Великобритания), сузил выборку с более чем 80 тыс. документов до 26 776, охватывающих период с 1960 года, когда данные стали более надёжными. Учёные установили годы обнаружения каждого из 612 видов вредителей в той или иной стране (либо в том или ином регионе большой страны) и приняли их за даты появления вредителя на средней широте той страны или региона. 

Разумеется, данные чрезвычайно необъективны, ибо чем богаче страна, тем лучше она следит за своими посевами и тем скорее обнаруживает нового вредителя, а самые богатые государства в основном сосредоточены в сравнительно высоких широтах. Но бедные тоже постепенно развиваются, начиная выявлять новых вредителей (которые, конечно, давно не новые, просто их не замечали) и у себя тоже. Поэтому учёным показалось логичным предположить, что с течением времени данные будут демонстрировать смещение ареалов вредителей от полюсов к экватору. 

В действительности всё было наоборот: в среднем вредители растений идут по направлению к полюсам со скоростью 2,7 км в год, что примерно соответствует скорости изменения климата. В то же время скорость сдвига значительно варьируется от группы к группе и от вида к виду. Грибы, жуки, полужесткрокрылые, клещи, бабочки и моли активно переселяются в высокие широты, тогда как вирусы и нематоды мигрируют в нижние. Другие группы не демонстрируют заметного движения. 

«Многочисленные исследования рассказали, что изменение климата влияет на распространение популяций диких видов, — ещё раз напоминает г-жа Гёрр. — Впервые показано, что аналогичный процесс происходит с вредителями». По её словам, стоит обратить внимание на то, что грибы и оомицеты движутся особенно быстро, покрывая 7 и 6 км в год соответственно. 

Биолог Крис Томас из Йоркского университета (Великобритания) отмечает, что в целом скорость движения очень похожа на ту, которую выявил метаанализ его группы у диких видов. Он, как и авторы, указывает на то, что группы, движущиеся к экватору, остаются наименее изученными — следовательно, их движение в сторону экватора объясняется всего лишь отставанием науки развивающихся стран. 

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Climate Change.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Кордицепс китайский (Ophiocordyceps sinensis), самый дорогой в мире лекарственный гриб, из-за чрезмерного сбора встречается всё реже.

На китайском рынке «гималайская виагра» идёт по $100 за грамм, то есть дороже золота.

Соавтор исследования Камалджит Бава из Массачусетского университета (США) отмечает, что гриб стал чрезвычайно популярен с началом экономического бума в Китае, превратившись в символ процветания. Ведущий автор Уттам Бабу Шрестха оценивает мировой рынок в $5–11 млрд в год.

Высокая цена и растущий спрос привели к тому, что в беднейших районах гималайских стран началась грибная золотая лихорадка, воздействие которой на биоразнообразие и экосистемы до последнего момента оставалось незамеченным.

Родина кордицепса китайского — луга Гималаев и Тибетского нагорья, расположенные на высоте от трёх до пяти тысяч метров над уровнем моря. Традиционная китайская и тибетская медицина считает, что он способен помочь при различных недугах, от импотенции до астмы и рака.

Благодаря специфическому жизненному циклу гриб заслужил такие названия, как «червяк зимой — травка летом» и «гусеничный гриб». Поздним летом споры заражают личинки бабочек, живущие в почве. Гриб прорастает внутри гусеницы, мумифицирует её и ставит в такую позицию, чтобы из-под земли торчала лишь голова. Незадолго перед приходом зимы и замерзанием почвы формируется маленькая почка, которая прорывается сквозь голову гусеницы. Следующей весной на свет появляется коричневатое плодовое тело.

В попытке оценить последствия интереса к грибу авторы исследования опросили свыше двухсот сборщиков из Дольпы — района на западе Непала, где 60 тыс. работников обеспечивают 40% общего урожая страны.

Гусеницы с торчащими из них плодовыми телами кордицепса (фото Roger Nix)Выяснилось, что с пикового 2009 по 2011 год объём торговли снизился более чем на 50%. По мнению большинства сборщиков, причина в том, что гриб всё труднее находить. «Крестьяне проводят больше времени в лугах, но приносят меньше», — подчёркивает г-н Шрестха.

Это обстоятельство, возможно, побудило непальцев собирать все попавшиеся под руку грибы, отмечает учёный. Исследование показало, что около 94% экземпляров ещё не созрели, то есть не достигли того этапа, когда они могут создавать споры. Результатом, скорее всего, становится снижение урожая на следующий год.

«Та же тенденция замечена и в других гималайских странах: Китае, Индии, Бутане», — добавляет миколог Лю Синчжун из Института микробиологии Китайской академии наук. На Тибетском нагорье, к примеру, за последние тридцать лет урожайность гриба упала на 10–30%.

Если гусеничный гриб исчезнет, предупреждает специалист, это может привести к неконтролируемому распространению личинок и бабочек, что вызовет ряд изменений в хрупких горных экосистемах.

А поскольку сотни сборщиков обычно работают на ограниченной территории, они к тому же вредят экосистеме своими инструментами и даже тем, что утрамбовывают почву, напоминает г-н Шрестха. Г-н Бава полагает, что на численности гриба могли отразиться и другие факторы — в особенности рост температуры и уменьшение снежного покрова в восточных Гималаях, которые стали результатом изменения климата.

Нет сомнений, что требуются долгосрочный мониторинг и введение ограничений на сбор гриба. Например, сезон урожая следует сократить, чтобы гриб успел созреть и распространить споры. Необходима также ротационная система, чтобы луга успевали восстановиться после прихода сборщиков.

Если этого не сделать, подчёркивают эксперты, гриб исчезнет — с разрушительными последствиями для местной экономики и локальных экосистем.

Результаты исследования будут опубликованы в журнале Biological Conservation.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Мухоморы произошли от грибов, которые сами получали для себя всё необходимое. Чтобы научиться формировать микоризу, им пришлось отказаться от ферментов, расщепляющих сложные органические вещества, и в результате потерять самостоятельность.

Когда мы говорим о грибах, то в первую очередь вспоминаем съедобные шампиньоны, лисички, опята, а ещё… мухоморы. И неудивительно: мухоморы кишмя кишат в детских книжках, мультфильмах, чудовищных росписях на стенах детских садов и т. п. Но канонический мухомор, с красной шляпкой в белых хлопьях, — это лишь один вид, мухомор красный. В целом же род мухоморов необычайно разнообразен и насчитывает несколько сотен видов, как съедобных (да-да!) — вроде кесарева гриба, так и смертельно опасных — в варианте бледной поганки.

Однако, независимо от их токсичных свойств, все мухоморы приносят большую пользу деревьям. Это одни из важнейших микоризообразователей. Их мицелий оплетает корни растений, образуя микоризу и помогая растению поглощать питательные вещества (взамен получая синтезированные растением органические соединения). Исследователи из Гарвардского университета (США) решили проследить, как развивались отношения мухоморов с растениями и на какие изменения пришлось пойти грибам, чтобы установить этот чрезвычайно выгодный симбиоз. Чтобы восстановить облик древнейшего предка мухоморов, учёные проанализировали геном около ста видов (примерно одна шестая всего рода). Степень родства видов между собой оценивалась по изменениям в нескольких генах, кодирующих ферменты расщепления целлюлозы.

В статье, опубликованной в сетевом издании PLoS ONE, авторы пишут, что некогда мухоморы были, если можно так выразиться, «вольными грибами». Они занимались разложением мёртвой органики, в том числе целлюлозы, и ни о каком симбиозе не помышляли. Впоследствии, однако, род принял решение о том, что сотрудничать с высшими растениями выгоднее, и грибы стали входить в симбиоз с деревьями и совершенствовать микоризу. Но за это пришлось заплатить определённую цену — отказаться от генов, за счёт которых мухоморы раньше перерабатывали целлюлозу. Чем моложе гриб с точки зрения эволюции, тем меньше у него следов присутствия этих генов. В первую очередь исчезали ферменты, которые отвечали за самые первые этапы переработки целлюлозы. Белки, подключавшиеся к этому процессу позже, сумели сохраниться даже у относительно молодых видов.

Останься эти гены в полном составе — никакого сотрудничества не вышло бы: гриб мог в любой момент атаковать ткани партнёра. Сейчас микориза — один из самых выдающихся примеров симбиоза, но без корней дерева грибу пришлось бы выживать. Можно сказать, что мухоморы пожертвовали самостоятельностью в обмен на симбиоз, и сейчас они не могут расти сами, даже на исключительно богатой почве.

По словам учёных, мухоморы не колебались и не делали шагов назад: переход от самостоятельной жизни к симбиозу в их роду случился только раз и был необратим. Скорее всего, по такой же схеме развивались многие симбиотические взаимоотношения: партнёрам приходится жертвовать какими-то свойствами, чтобы симбиоз вполне удался. Но мухоморы в своём безвозвратном отказе от расщепления целлюлозы пошли по наиболее бескомпромиссному пути.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА