Гриб превращает своих хозяев в транссексуалов
Обычно, если гриб обожает заражать собой растения, его споры созревают где-нибудь на стеблях или листьях хозяина. Но пыльниковая головня (Micobrotryum lychnidis-dioicae) прибегает к куда более изощренному трюку: она заставляет своего хозяина - смолевку белую (Silene latifolia) - продуцировать споры паразита собственными пыльниками вместо пыльцы! Когда наивные насекомые садятся на зараженный цветок, то вместо нектара их там встречают коварные споры головни, которые цепляются за опылителя и переносятся им на свежездоровые растения.
Мужской цветок смолевки белой (Silene latifolia) с несчастными пыльниками, вынужденными продуцировать споры паразитического гриба Micobrotryum lychnidis-dioicae. Фото: Martin C. Fischer
Белая смолевка - растение двудомное, то есть мужские и женские цветки у них созревают на разных особях. Тычинки с пыльниками имеются только на мужских растениях, на женских их нет. Получается, если головня заражает женскую особь, то это тупик? Нет пыльников - неоткуда спорам распространяться? Как бы не так! В рукаве головни припасен еще один хитрый туз: недолго думая, гриб… меняет пол хозяина с женского на мужской! По крайней мере частично: растение начинает вместо пестиков отращивать на цветках довольно примитивные тычинки.
Быть растению самцом или самкой - определяют половые хромосомы. Их гены регулируют активность других генов, расположенных на других хромосомах. В мужских растениях более активны одни гены, в женских - другие. Благодаря этому возникает половой диморфизм, выражающийся в отличиях в строении и размерах цветка, количестве цветков у растений разных полов. Смолевку белую ботаники часто используют в качестве модельного объекта для изучения эволюции полов и половых хромосом. А вместе с лукавой головней они стали излюбленной системой для исследования коэволюции хозяев и патогенов.
Половой диморфизм у смолевки. Слева мужской цветок, справа - женский. Фото: Peter Müntener
Чтобы разобраться в том, как грибу удается заставить женские цветки пойти по мужскому пути, ученые из Швейцарии и Франции прибегли к секвенированию РНК - методике, позволяющей судить об экспрессии смолевкиных генов. Выяснилось, что гриб по-разному меняет активность генов в мужских и женских растениях. Несмотря на то что при заражении морфологически более всего меняются женские цветки, наибольшие транскриптомные изменения затрагивают «мужские» гены - те, которые больше экспрессируются в здоровых мужских растениях. Инфекция значительно повышает их экспрессию в женских растениях, а в мужских - снижает. На экспрессию «женских» генов - более активных в здоровых женских растениях - она тоже влияет, но в меньшей мере (экспрессия снижается в женских растениях и повышается в мужских). В результате мужские растения становятся более «женственными», а женские - «мужественными», и половой диморфизм уменьшается.
Пыльниковая головня не единственное существо, способное менять гендерные качества своего хозяина. Так, бактерии Wolbachia побуждают самцов некоторых насекомых становиться женщинами, а родственные грибам микроспоридии Nosema granulosis феминизируют самцов некоторых ракообразных. Кто знает, может, и с человеческими трансгендерами все обстоит хитрее, чем мы думаем. Стоит поискать в их голове грибные гифы, оплетающие мозг и заставляющие его желать того, чтобы отрастить в вагине пенис и извергать направо и налево чужеродные споры, что нагло примазались к беспечному людскому семени.
По материалам: Plant Scientist, PLoS Biologue
Научная статья: PLoS Genetics (Zemp et al., 2015)
Мужской цветок смолевки белой (Silene latifolia) с несчастными пыльниками, вынужденными продуцировать споры паразитического гриба Micobrotryum lychnidis-dioicae. Фото: Martin C. Fischer
Белая смолевка - растение двудомное, то есть мужские и женские цветки у них созревают на разных особях. Тычинки с пыльниками имеются только на мужских растениях, на женских их нет. Получается, если головня заражает женскую особь, то это тупик? Нет пыльников - неоткуда спорам распространяться? Как бы не так! В рукаве головни припасен еще один хитрый туз: недолго думая, гриб… меняет пол хозяина с женского на мужской! По крайней мере частично: растение начинает вместо пестиков отращивать на цветках довольно примитивные тычинки.
Быть растению самцом или самкой - определяют половые хромосомы. Их гены регулируют активность других генов, расположенных на других хромосомах. В мужских растениях более активны одни гены, в женских - другие. Благодаря этому возникает половой диморфизм, выражающийся в отличиях в строении и размерах цветка, количестве цветков у растений разных полов. Смолевку белую ботаники часто используют в качестве модельного объекта для изучения эволюции полов и половых хромосом. А вместе с лукавой головней они стали излюбленной системой для исследования коэволюции хозяев и патогенов.
Половой диморфизм у смолевки. Слева мужской цветок, справа - женский. Фото: Peter Müntener
Чтобы разобраться в том, как грибу удается заставить женские цветки пойти по мужскому пути, ученые из Швейцарии и Франции прибегли к секвенированию РНК - методике, позволяющей судить об экспрессии смолевкиных генов. Выяснилось, что гриб по-разному меняет активность генов в мужских и женских растениях. Несмотря на то что при заражении морфологически более всего меняются женские цветки, наибольшие транскриптомные изменения затрагивают «мужские» гены - те, которые больше экспрессируются в здоровых мужских растениях. Инфекция значительно повышает их экспрессию в женских растениях, а в мужских - снижает. На экспрессию «женских» генов - более активных в здоровых женских растениях - она тоже влияет, но в меньшей мере (экспрессия снижается в женских растениях и повышается в мужских). В результате мужские растения становятся более «женственными», а женские - «мужественными», и половой диморфизм уменьшается.
Пыльниковая головня не единственное существо, способное менять гендерные качества своего хозяина. Так, бактерии Wolbachia побуждают самцов некоторых насекомых становиться женщинами, а родственные грибам микроспоридии Nosema granulosis феминизируют самцов некоторых ракообразных. Кто знает, может, и с человеческими трансгендерами все обстоит хитрее, чем мы думаем. Стоит поискать в их голове грибные гифы, оплетающие мозг и заставляющие его желать того, чтобы отрастить в вагине пенис и извергать направо и налево чужеродные споры, что нагло примазались к беспечному людскому семени.
По материалам: Plant Scientist, PLoS Biologue
Научная статья: PLoS Genetics (Zemp et al., 2015)