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En la peligrosa familia de hongos, hacerse amigo de las plantas, una historia de pérdida


Si Lewis Carroll hubiera descrito en detalle el hongo que Alice mordisquea en el País de las Maravillas para encogerse y crecer hasta su tamaño adecuado, podría haber notado un gorro escarlata cubierto de verrugas blancas: la mosca amanita.


Universidad de Wisconsin-Madison

Este hongo distintivo, brillante, es alucinógeno. Comerlo puede distorsionar la percepción y hacer que los objetos parezcan expandirse y contraerse, haciendo que este hongo sea un hogar en Wonderland. Fly amanitas inspiraron los hongos mágicos en Super Mario Brothers y están llenos de arte y literatura. Otros miembros del género Amanita, como la seta gorra de muerte, son fatales.

Sin embargo, estos hongos fantasiosos ya veces peligrosos también son amigables, al menos para las plantas. La mayoría de los Amanitas solo pueden sobrevivir al asociarse estrechamente con las plantas, proporcionando sus raíces con minerales y nutrientes a cambio de azúcares. Esta simbiosis evolucionó hace más de 50 millones de años y ayuda a que los ecosistemas forestales prosperen.

Anne Pringle, profesora de botánica y bacteriología en la Universidad de Wisconsin-Madison, investiga qué cambios genéticos alejaron a algunas Amanitas de su estilo de vida ancestral y en descomposición hacia esta relación íntima con las plantas. En un nuevo trabajo, Pringle y sus colaboradores muestran que la pérdida de genes, no la evolución de nuevos genes, ayudó a impulsar este cambio importante en el estilo de vida de los hongos.

El equipo también sospecha que han identificado una especie de Amanita que está en camino de desarrollar una nueva simbiosis con las plantas. En general, los resultados proporcionan evidencia adicional de que la simbiosis puede ser mucho más fácil de desarrollar de lo que los científicos pensaron.

O, como Pringle dice: «Hacer amigos es fácil».

El nuevo estudio fue publicado el 18 de septiembre en la revista Molecular Biology and Evolution . Jaqueline Hess de la Universidad de Viena dirigió el estudio, con colaboradores en Noruega, los Países Bajos, Francia y Arabia Saudita.

Para conocer qué es lo que separa a los simbióticos de los amanitas de vida libre, los investigadores secuenciaron los genomas de tres especies de amanitas simbióticas, incluida la mosca amanita, y tres parientes cercanos que no son simbióticos. Las secuencias genómicas les permitieron reconstruir los caminos evolutivos que llevaron a las diferentes adaptaciones de los hongos.

«Comenzamos a pensar que encontraríamos puntos en común entre los tres Amanitas simbióticos», dice Pringle.

Pero a pesar de sus estilos de vida similares, los Amanitas simbióticos se veían muy diferentes entre sí en el nivel genómico. Algunas especies simbióticas tenían casi el doble de genes que sus parientes simbióticos similares. Los hongos simbióticos parecían tomar diferentes caminos genómicos después de que se separaron por primera vez, desarrollando formas únicas para adaptar su asociación con las plantas.

Investigaciones anteriores sobre otras familias de hongos habían sugerido que una característica definitoria de los estilos de vida simbióticos era la pérdida de enzimas capaces de degradar las paredes cargadas de celulosa de las células vegetales. Estos genes son cruciales para los descomponedores que comen a través de la hojarasca. Pero para los hongos que se asocian con las plantas y deben evitar dañar a sus parejas, las enzimas que digieren celulosa son solo una responsabilidad.

Entonces, cuando Pringle, Hess y su equipo observaron este grupo de enzimas digestivas, se sorprendieron al descubrir que a la especie de vida libre Amanita inopinata les faltaban estos genes. Si bien los hongos simbióticos Amanita habían perdido este conjunto de enzimas digestivas, la falta de Amanita inopinata significaba que los investigadores no podían relacionar esta pérdida con la simbiosis en sí.

Pringle dice que la inesperada ausencia de genes de digestión de la pared celular en el genoma de Amanita inopinata puede en realidad ser una pista que apunta a la evolución en el trabajo. Si la simbiosis solo se desarrolla una vez que los hongos dejan de lado estas enzimas digestivas , según los investigadores, Amanita inopinata puede prepararse para desarrollar una asociación más estrecha con las plantas.

Amanita inopinata , que no es muy simbiótica, quizás no sea completamente independiente, parece estar «atascada entre dos mundos», dice Hess, quien comenzó el trabajo como investigadora postdoctoral en el laboratorio de Pringle y ahora es científica senior en la Universidad de Viena.

La evolución de Amanita inopinata – «la inesperada», en latín – y las otras Amanitas también parece apoyar un consenso en desarrollo de que la simbiosis, que alguna vez se consideró excepcional, puede ser realmente fácil de evolucionar. Los investigadores no encontraron que Amanita necesitaba desarrollar un conjunto nuevo y complejo de genes para comenzar a asociarse con las plantas . En cambio, solo dejar de lado algunos genes vitales puede ser suficiente para forjar nuevas relaciones en la naturaleza.

«La historia de hacer amigos es de pérdida», dice Pringle.

Más información: Jaqueline Hess et al, Rápida divergencia de las arquitecturas del genoma siguiendo el origen de una simbiosis ectomicorrizal en el género Amanita, Molecular Biology and Evolution (2018). DOI: 10.1093 / molbev / msy179 

Referencia del diario: Biología Molecular y Evolución.  

Proporcionado por: University of Wisconsin-Madison

Fuente: phys.org


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