Mikor vált szét a gombák és az állatok útja? Magyar kutatók jöhettek rá a válaszra

A gomba depressziócsökkentő hatásáról egyre több a bizonyíték

Az ELTE Biológiai Fizikai Tanszékének kutatói nemzetközi együttműködés keretében vizsgálták két látszólag nagyon különböző, ám valójában meglepően közeli rokon többsejtű csoport, az állatok és gombák evolúciós eredetét. A rangos Nature folyóiratban megjelenő munkájukban a mai genetikai sokféleséget felhasználó, az ELTE-n fejlesztett számítógépes modelleken alapuló evolúciós rekonstrukciót mutatnak be. Az egyes gének történetét egyenként rekonstruáló eljárás segítségével feltérképezték a gombák és az állatok evolúciós útját a komplex többsejtűség felé. Eredményeik szerint a két csoport már meglepően korán, szinte közvetlenül közös ősüktől való több, mint egymilliárd évvel ezelőtti elválásuk után, ám még a többsejtűség megjelenése előtt eltérő evolúciós pályára lépett.

A Szöllősi Gergely fizikus és evolúcióbiológus vezette ERC GENECLOCKS kutatócsoport által fejlesztett, a ma egyre nagyobb mennyiségben rendelkezésre álló teljes genomszekvenciák (egy élőlény teljes 'tervrajzát', köztük minden génjét tartalmazó teljes genetikai szöveg) hatékony elemzésére képes számítási módszerek segítségével tudtak a korábbinál pontosabb és részletesebb választ adni az evolúció egyik alapvető kérdésére.

Az evolúcióbiológusok mindig is kíváncsiak voltak az állatok és gombák evolúciós történetére: az összetett többsejtű organizmusok e két csoportja első látásra teljesen eltérő, valójában azonban közeli rokonok az Élet Fáján. Az állatok és a gombák ugyanannak a kiterjedt családnak, ún. eukarióta szupercsoportnak a tagjai - azaz sokkal közelebbi rokonai egymásnak, mint bármelyikük a növényeknek. Mivel nem állnak rendelkezésünkre részletes fosszíliamardványok az állatok és gonbák őseinek a szétválásának idejéből, nehéz feladat volt annak a kérdésnek a megválaszolása, hogyan fejlődött ki ugyanazon eukarióta szupercsoporton belül két ilyen mértékben eltérő példa a komplex többsejtűségre.

Ahhoz, hogy ezt az evolúciós rejtélyt megfejtsük, először teljes genomszekvenciákat kellett előállítanunk az egysejtű csoportokból, amelyek az Élet Fáján az állatok és gombák között ágaznak le"

– mondta Iñaki Ruiz-Trillo, a barcelonai Institut de Biologia Evolutiva (CSIC-UPF) vezető kutatója és professzora.

A kutatók - fosszíliák híján - több állat- és gombafaj és a többsejtűség kialakulását megelőzően leágazó egysejtű csoportokra újonnan meghatározott teljes genomszekvenciáját vizsgálták. A ma élő gombák, állatok és legközvetlenebb egysejtű rokonaik teljes genetikai szövegéből kiindulva az egyes gének evolúciós történetét visszakövetve százmillió éves távlatokban rekonstruálták a két csoport evolúcióját.

Forrás: Pinterest

„Módszertani szinten két olyan tényező van, ami jelenleg nagy hatással van az evolúcióbiológiai vizsgálatokra: az egyik, hogy jelenleg sokkal könnyebb teljes genomszekvenciákat előállítani szinte bármely élőlény esetén, a másik pedig, hogy sokkal szofisztikáltabb és hatékonyabb evolúciós modelleket vagyuk képesek 'kiszámolni' és ezekkel a rendelkezésre álló szekvencia adatokat elemezni" – magyarázza Szöllősi Gergely, az ERC „ GENECLOCKS" és MTA-ELTE „ Lendület" Evolúciós Genomika kutatócsoportok vezetője, az ELTE Biológiai Fizika Tanszékének egyetemi adjunktusa.

Az elemzésekből kirajzolódó kép szerint a mai állatok és gombák közötti genetikai különbségek az evolúció korai szakaszában elkezdődött fokozatos változások következményei. A kutatók eredményei azt mutatják, hogy ezek a változások közvetlenül a két csoport leszármazási vonalának több, mint egymilliárd évvel ezelőtti elágazása után indultak be.

„Ez meglepett minket, mert azt várhattuk, hogy mind az állatok, mind a gombák esetében a többsejtűség megjelenésével egy időben következett be a genetikai változások többsége. Valójában azonban ennek az ellenkezőjét figyeltük meg: a genetikai változások nagy része mindkét csoport esetében a többsejtűség kialakulása előtt történt" - mondta Eduard Ocaña-Pallarès, az ELTE Biológiai Fizika Tanszékének posztdoktori kutatója.

A kutatók szerint az állatok kifejlődéséhez vezető leszármazási vonal olyan géneket halmozott fel, amelyek később elengedhetetlenné váltak az állati soksejtűségéhez.

Ezzel szemben a gombák ősei folyamatos "genetikai veszteségeket" szenvedtek el, ami genetikai "képességeiket" a metabolikus sokféleség irányába tolta.

Ez az eltolódás tette lehetővé a gombák számára, hogy hatékonyan alkalmazkodjanak és maradjanak fenn a legkülönfélébb környezeti feltételek mellett is.