Біологи вивчили філогенію одомашнених термітами грибів, а також біологічні характеристики їхніх близьких родичів, і дійшли висновку, що у предка цих грибів було безліч передумов до мутуалізму. Результати роботи опубліковані в журналі.
Терміти () відомі своєю здатністю перетравлювати деревину - в цьому їм допомагають симбіотичні супротивники, які живуть у кишечнику, у яких, своєю чергою, є бактерії-симбіонти. Однак вищі терміти в процесі еволюції втратили симбіотичних противників. Вищі терміти з підсемейства близько 30 мільйонів років тому одомашнили базидіальні гриби з роду.
Крім термітів вирощуванням грибів також займаються мурахи з триби і деякі спеціалізовані довгоносики з підсемейств короїдів () і плоскоходів (). При цьому один з видів плоскоходів - - демонструє еусоціальну організацію колонії, як у термітів і мурахів.
Терміти вирощують гриби на особливих «грядках» (fungus combs), які складаються з фекалій термітів, що містять частково переварені рослинні залишки. Терміти харчуються матеріалом «грядок», переробленим грибами, а також виростами самих грибів - нодулами. У них містяться конідії - суперечки безполого розмноження, якими терміти засівають нові «грядки», після того як вони проходять через травний тракт. Термітоміцеси розмножуються і статевим способом: міцелій формує плодові тіла, які виростають з термітників і поширюють базидіоспори.
У більшості термітів-грибоводів царська пара не забирає з собою гриби при підставі нової колонії. Замість цього робочі особи знаходять базидіоспори грибів і приносять їх у термітник. Такий спосіб передачі симбіонтів називається горизонтальним. Цим терміти відрізняються від мурахів і жуків, грибні симбіонти яких передаються вертикально.
Мурахи одомашнили кілька груп грибів, а жуки-грибоводи відносяться до різних таксонів, в той час як тільки одна група термітів одомашнила одну групу грибів, що робить мутуалізм термітів і грибів особливим. Передумови, які вели до одомашнення термітоміцесів, досі не були ясні.
Леннарт ван де Пеппел (Lennart J. J. van de Peppel) з Вагенінгенського університету та науково-дослідного центру і його колеги з Колумбії, Нідерландів, США і Південної Африки вирішили вивчити передумови до симбіотичного способу життя біля термітоміцесів. Для цього вчені провели філогенетичний аналіз 25 видів термітоміцесів і 21 спорідненого виду, а також проаналізували їх біологічні характеристики. В результаті філогенетичного аналізу з'ясувалося, що сестринська група для - рід. Для цих двох пологів виявилися загальними п'ять ознак:
- наявність псевдоризи, яка виштовхує плодове тіло з субстрату на поверхню;
- використання фекалій комах як субстрату;
- знижена здатність розщеплення олігосахаридів;
- освіта конідій;
- втрата пряжки.
Втрата пряжки - структури, яка бере участь у процесі поділу дикаріону, - призводить до утворення багатоядерних клітин. Автори роботи зазначають, що збільшення копій геному в клітці (як за рахунок підвищення плоїдності, так і за рахунок збільшення кількості ядер) часто зустрічається при мутуалізмі. Прикладами можуть служити багатоядерні клітини грибів, одомашнених мурашками-лісторезами, і клітини грибів, що утворюють арбускулярну мікоризу, а також одомашнені людиною рослини, серед яких поширена поліплоїдія. Можна було б припустити, що багатоядерність у термітоміцесів виникла через симбіотичний спосіб життя. Однак втрата пряжки у сестринської групи, а також у деяких більш далеких родичів, говорить про те, що ця ознака все ж передувала одомашненню.
Вчені дійшли висновку, що цими п'ятьма ознаками, швидше за все, мав предок термітоміцесів. На думку авторів, це означає, що гриби були «готові» до одомашнення - їм не потрібні були радикальні перебудови для переходу до симбіотичного способу життя.
Вищі терміти, втративши противників-сімбіонтів, стали покладатися на власні ферменти, а також на ферменти кишкових бактерій. Гриби краще бактерій розкладають лігнін, до того ж знижена здатність термітоміцесів розщеплювати олігосахариди збільшує концентрацію поживних речовин у матеріалі «грядок», тому термітоміцеси з успіхом замінили термітам-грибоводам загублених симбіонтів. Гриби ж виграли від колонізації частково обробленого субстрату з високою площею поверхні, а також від розселення за допомогою термітів.
Раніше розповідав про те, що біологи викрили короїдів у виборі дерев з підвищеною концентрацією етанолу в деревині. Виявилося, що етанол не дає рости грибам-бур'янам, а заодно стимулює зростання грибів-симбіонтів.