Почему «волшебные» грибы стали «волшебными»

3 марта 2018

Некоторые грибы научились синтезировать псилоцибин, по всей видимости, для того, чтобы отбить аппетит тем, кто их ест.

Психоактивное вещество псилоцибин есть не только в грибах рода Псилоцибе – его также можно найти у некоторых видов плютеевых, волоконницевых и больбитиевых. И конечно, умение синтезировать галлюциноген появилось не ради удовольствия тех, кто любит погружаться в измененное состояние сознания. Очевидно, грибы эволюционировали в условиях, когда псилоцибин повышал их шансы выжить.

Исследователи из Университета штата Огайо сравнили ДНК у нескольких таких грибов и обнаружили, что у них очень похожи пять генов, отвечающих за синтез псилоцибина. Интрига, однако, в том, что галлюциногенные грибы сейчас уже не слишком родственны друг другу, то есть их эволюционные пути разошлись достаточно давно. Если бы они получили кластер псилоцибиновых генов от какого-то далекого общего предка, который у них все-таки был, то в этих генах было бы больше отличий, чем есть на самом деле.

Поэтому, как говорится в статье в Evolution Letters, гены для синтеза псилоцибина разные группы грибов приобрели в результате так называемого горизонтального переноса. Так называют специфический обмен генетической информацией, когда ДНК передается не по вертикали, то есть не от родителей к потомкам, а по горизонтали, то есть от особи к особи без всякого клеточного деления.

Обычно горизонтальный перенос генов вспоминают, когда говорят про бактерий и архей – у них он идет очень и очень активно. Конкретные механизмы тут могут быть разными. Например, бактерии могут сами поглощать фрагменты ДНК из окружающей среды, которые остались после гибели каких-то других бактерий, и поглощенная ДНК не разрушается, а встраивается в клеточный геном. Часто гены переносят вирусы: они копируют себе какие-то небольшие участки хозяйского генома, а потом, найдя другого хозяина, «забывают» эти копии в его ДНК. Наконец, у некоторых бактерий есть специальный механизм, позволяющий им обмениваться друг с другом генетической информацией.

Но что касается горизонтального переноса генов у эукариот, к которым относятся животные, растения, грибы и некоторые другие группы организмов, то у них он, как считается, встречается очень редко, если вообще есть. Тем не менее, в последнее время все чаще можно услышать о том, что горизонтальный перенос генов среди эукариот не так уж редок, как кажется. В прошлом году мы писали о том, как он помог растениям колонизировать сушу; заодно можно вспомнить, что и сами грибы сумели наладить симбиоз с растениями благодаря бактериальным генам.

И грибы с псилоцибином, видимо, еще один пример горизонтального переноса генов. Как именно он у них происходил – пока загадка. Однако приобретение псилоцибиновых генов помогло этим не слишком родственным группам грибов преодолеть одни и те же неприятности, в которых они в какой-то момент оказались.

Большинство грибов, которые умеют синтезировать псилоцибин, растут либо на навозе, либо на разлагающейся древесине. Соседство им составляют разные насекомые, многие из которых питаются в том числе и грибами. Галлюциноген грибам понадобился, чтобы противостоять тем, кто хочет их съесть. Но работает он не как токсин.

По мнению авторов работы, псилоцибин подавляет активность нейронных цепочек, от которых зависит чувство голода – насекомое, поедая гриб, не чувствует неприятного вкуса, но просто меньше ест. Впрочем, пока что это только предположение, и чтобы точно узнать, действительно ли галлюциногенные грибы отбивают аппетит у своих врагов, нужны экспериментальные исследования.