Magyar kutató derített fényt a rejtélyes zuzmószexre
A zuzmók talán a természetes élőhelyek legkevésbé ismert életformái, holott a városi betondzsungelek kivétel szinte minden olyan helyen megtalálhatók, ahol öreg fák élnek. Az 1860-as évekig a természetbúvárok növényként tartották számon őket, de 1868-ban Simon Schwendener svájci botanikus mikroszkóppal végzett kutatásai nyomán egyértelművé vált, hogy a zuzmók voltaképpen mikroszkopikus algákkal társult gombákból álló organizmusok. Tudományosabban fogalmazva egy fotobionta alga és/vagy egy cianobaktérium, valamint egy mikobiontának nevezett gomba közösen alkot egyetlen komplex élőlényt, amely így a biológiai szimbiózis egyik legszemléletesebb iskolapéldája.
Az ökológiai kutatások arra is rávilágítottak, hogy bár a biológiai karizma-skálán viszonylag alacsonyan szerepelnek, a zuzmók a szénfelvételtől a táplálékláncig fontos szerepet töltenek be az életközösségekben – ezért is lehetnek indikátorai az ökoszisztémák természetességének. Kutatásuk a biodiverzitás fenntartása és növelése mellett azért sem mellékes, mert különleges, a gyógyszer- és textiliparban, vagy épp a fogorvoslásban használt biomimetikus anyagok alapjául szolgáló vegyületeket is termelnek.
„A zuzmók laboratóriumi létrehozása azonban problémás, a DNS-vizsgálatok sokszor rejtélyes eredményeket produkálnak. Kiderült, hogy a szimbiotikus duók gyakran édeshármasba váltanak, mert a zuzmók létrehozásához egy második élesztőgomba is szükségeltetik” – mondja Poczai Péter növénybiológus, a Helsinki Egyetem Múzeomikai Kutatócsoportjának vezetője, a Finn Természettudományi Múzeum Szisztematika és Evolúció Kutatási Program igazgatója. Nem csoda, hogy a kutatók régóta szeretnék megérteni a zuzmók szaporodását.
A parlagfűkutatásairól is ismert Poczai finn és német kollégáival közös, a Scientific Reports folyóiratban megjelent tanulmánya ezekről a frissen feltárt szaporodási stratégiáikról számol be.
Ivaros vagy ivartalan? Is!
Tudni kell, hogy az evolúció során a zuzmósgombák változatos szaporodási stratégiákat fejlesztettek ki. Sokan közülük képesek ivarosan (aszkospórák) és ivartalanul is (konídiumok, taluszdarabok, például izídiumok, goniociszták) szaporodni, míg mások csak az egyikre vagy másikra képesek.
Mint azt Poczai a Qubitnek elmondta, a különböző szaporodási stratégiák legalábbis részben a zuzmószimbiózishoz köthetők: az ivartalan szaporodás biztosítja a szimbiózis fennmaradását, míg az aszkospórákon keresztül történő sikeres ivaros szaporodás megköveteli, hogy a csírázó gomba kapcsolatba kerüljön egy kompatibilis, szabadon élő fotobiontával, mielőtt a zuzmóthallusz kifejlődhetne. Kivételt képeznek a gombapartner által termelt ivartalan szaporító képletek, az úgynevezett konídiumok: ezek általában nem tartalmazzák a fotobiontát, ezért ahol a konídiumok földet érnek ott kompatibilis partnert kell találniuk az új tápközegben. Az ivartalan szaporodásról azonban feltételezhető, hogy jellemzően kevesebb energiát igényel, mint az ivaros szaporodás, és nem függ a megfelelő párzási partnerek elérhetőségétől sem. Ezért az ivartalanul szaporodó zuzmófajok gyorsabban és hatékonyabban népesíthetik be az új tápközeget.
Poczai szerint a magyarul póré petylegnek nevezett Micarea parsina nevű micéliumos zuzmógomba-csoport kiváló modell a szaporodási tulajdonságok és a környezeti tényezők fajképződésre gyakorolt hatásának tanulmányozására, mert bonyolult eltéréseket lehet megfigyelni a tápközeg és a szaporodási módok között.
Gyűjteményi stratégia
„Összesen 516 múzeumi példányt vizsgáltunk meg a tanulmányunkhoz számos országból, ami elsőre nem tűnik túl soknak, de rendkívül ritka az olyan példány, ahol a szaporítóképletek megőrződtek. Akár azt is mondhatom, hogy szinte az összes ilyen vizsgálathoz fellelhető és rendelkezésre álló póré petyleg példányt felhasználtuk” – mondja Poczai.
A zuzmógombák evolúciójának molekuláris vizsgálata alapján a kutatók megállapították, hogy a póré petyleg az első olyan ismert zuzmó, amelnyek esetében a szaporodás módja összefügg a preferált tápközeggel. Ez az első példa arra is, hogy ez a kapcsolat bizonyítottan a zuzmók fajképződésének mozgatórugója is egyben.
„Tanulmányunkból kiderül, hogy az uralkodó szaporodási mód változása a csoporton belül egymástól függetlenül többször is kialakult az evolúció során, mert a fás szárú növények holt faanyagán élő (lignikol) és csak ott életképes, fakultatív és azon kívül is életképes, vagyis obligát faanyaglakó zuzmók testvérfajok. Más szóval a póré petyleg fajképződése az életciklusával kapcsolatos” – mondja a magyar kutató.
A korhadó fákon élő fajok jelentős kihívással néznek szembe, mivel a tápközegük fokozatosan változik – a globális felmelegedés következtében leginkább visszafordíthatatlanul eltűnik. Amikor ez megtörténik, a zuzmóknak megfelelő tápközegben kell megtelepedniük. Ebben a folyamatban az ivartalan szaporodás gyorsabb és hatékonyabb stratégia a sikeres elterjedéshez.
„Eredményeink azt mutatják, hogy sok csak holt faanyagon életképes zuzmó a fa pusztulásának meghatározott szakaszaiban életképes, ami lerövidíti a növekedésre és szaporodásra rendelkezésre álló időkeretet. Ezért az olyan szaporodási tulajdonságok szelekcióját figyelhetjük meg, amelyek előnyösebb túlélést biztosítanak” – fogalmaz Poczai, akik külön hálás Varga Nórának, az Ökológiai és Botanikai Intézet munkatársának, hogy hosszas kutatómunkával rátalált a zuzmó magyar nevére a bő évszázaddal ezelőtti leírásokban.
A kutatócsoport és Poczai Péter munkáját a Finn Akadémia és az iASK támogatta.
Kapcsolódó cikkek a Qubiten:
