地衣類は完全な共生の典型的な例です。菌類と藻類またはシアノバクテリアがこの生命体の中で結合し、真の超有機体を形成します。この 2 つの全く異なるパートナーは互いに非常によく補い合うため、藻類や菌類が単独では持たない能力を一緒に持つことができます。たとえば、岩だらけの地面では、キノコが成長するための有機基質が不足します。乾燥すると藻類にとってリスクが高すぎます。一方、地衣類はそのような環境でも問題なく繁殖します。彼らは最も住みにくい生息地にも定着し、火星でも生き残れる可能性があります。約 150 年前、科学者たちは、地衣類がこの魅力的な二重のパートナーシップから出現することを認識しました。グラーツ大学のトビー・シュプリビレ率いる研究者らは、「共生という用語は地衣類の研究を通じて部分的に登場したことさえある」と述べている。
リーグで3番目のキノコ
しかし長年にわたり、専門家はこのコミュニティの重要な特徴を明らかに見落としてきました。 Spribille と彼の同僚が今回発見したように、最も一般的な地衣類の種の中には、2 つのパートナーから構成されているのではなく、3 つのパートナーから構成されているものもあります。生物学者らは、2つの密接に関連した地衣種をめぐる謎の説明を求めて、共生の3番目のメンバーを発見した。ブリオリア・トルトゥオーサとブリオリア・フレモンティは、まったく同じ菌類と同じ藻類で構成されているが、大きく異なっている。 B. fremontii は茶色ですが、B. tortuosa の植物体は黄色です。この地衣類は、この色の原因となる有毒なブルピン酸を大量に生成します。しかし、この 2 つの種の顕著な違いはどのようにして生じるのでしょうか?それを調べるために、研究者らは共生パートナーのRNAを分析した。これらの分子は重要な情報伝達体として機能し、とりわけ遺伝子活性を制御します。
しかし、この分析では当初は答えが得られませんでした。パートナーである既知の真菌由来の遺伝子と藻類由来の遺伝子はすべて、両方の種で同等に発現していました。だからこそ、科学者たちは調査を拡大し、もはやコミュニティの既知のメンバーからの RNA を探すだけではなくなりました。彼らは驚くべきことを発見しました。合計 506 個の遺伝的特徴が 2 番目の真菌の存在を示しており、これらの遺伝子は実際に両方の種で異なる方法で発現されました。したがって、これまで知られていなかった担子虫族由来の Cyphobasidium 酵母タイプがこの群集の一部であった。「それは両方の種の植生体に存在していましたが、B. tortuosa ではより一般的でした」と研究チームは書いています。
孤立したケースではない
Spribille と彼の同僚は、この秘密の 3 人組が単独の事件ではないのではないかと疑っていました。彼らは、他の種の地衣類に酵母が存在するかどうかを調べ始めました。その結果、次のことがわかりました。2 番目の真菌は、南極から日本、南米、エチオピアに至るまで、世界中に広がる多くの地衣類で見つかります。研究者らによると、この真菌は少なくとも 52 属の共生の一部であるという。この酵母に最も近い近縁種との遺伝的比較により、地衣類生物の 3 つのメンバーがおそらく長い共通の歴史を持っていることも明らかになりました。したがって、真菌は最初の地衣類と同時に発生しました。
酵母菌はコミュニティの不可欠な部分として、地衣類の生存に不可欠です。科学者たちが観察したように、それがなければ、地衣類の植生体の細胞は死んでしまいます。真菌はいわゆる葉状体の外層を形成しているためです。そこでは、生物が有毒なブルピン酸を生成するのを助け、他の微生物などの望ましくない侵入者から生物を保護します。 「この発見は、この共生について私たちが知っていると思っていたことの多くを根本的に覆します」とスプリービレ氏は言う。 「私たちは今、地衣類がどのように形成されるのか、地域社会の誰がどのような役割を担うのかについての基本的な前提を再評価する必要があります。」研究者らは、地衣類のこのような重要な成分がこれほど長い間見落とされていたことに特に驚いている。おそらく彼らは、自分たちが見ているものを知っていると思ったのでしょう。しかし実際には、彼らはまったく異なるものを見たのです。」
