Ученые считают, что зеленые водоросли являются растениями водных предков, но мы не уверены, как произошел переход растений на сушу.
Новое исследование из Мичиганского государственного университета, опубликованное в журнале eLife, представляет доказательства того, что водоросли могли заразиться грибами, чтобы покинуть воду и колонизировать Землю, более 500 миллионов лет назад.
- Грибы встречаются по всей планете. Они создают симбиотические отношения с большинством наземных растений. Это одна из причин, почему мы считаем, что они были необходимы для эволюции жизни на суше. Но до сих пор мы не видели доказательств того, что грибы усваивают живые водоросли",-сказал Чжи-Ян Ду, соавтор исследования и член лабораторий Кристофа Беннинга и Грегори Бонито.
Исследователи выбрали штамм почвенного гриба и морской водоросли Mortierella elongata и nannochloropsis oceanica.
Когда они растут вместе, оба организма образуют прочные отношения .
"Данные исследований показывают водорослевые клетки агрегируя вокруг прикрепляются к грибковым клеткам, Водорослевая стенка немного разрушена, и ее волокнистые расширения, кажется, захватывают поверхность гриба.
Удивительно, но когда они растут вместе в течение длительного времени (около месяца) некоторые клетки водорослей попадают в клетки грибов. Оба организма остаются активными и здоровыми в этом отношении.
Впервые ученые увидели, как грибы усваивают эукариотический, фотосинтетический организм. Они называют его фотосинтетическим мицелием.
"Это беспроигрышная ситуация. Оба организма получают дополнительные преимущества от совместного существования", - сказал Ду. "Они обменивают питательные вещества, с вероятным чистым потоком углерода от водоросли к грибку, и чистым потоком азота в другом направлении. Интересно, что грибок нуждается в физическом контакте с живыми клетками водорослей для получения питательных веществ. Водорослевые клетки не нуждаются в физическом контакте или живом грибке, чтобы извлечь выгоду из взаимодействия. Клетки грибов, мертвые или живые, выделяют питательные вещества в окружающую среду".
"Еще лучше, когда питательных веществ не хватает, водорослевые и грибковые клетки, выращенные вместе, защищаются от голода, питая друг друга . Они лучше, чем когда их выращивают отдельно", - пояснил Ду.
Возможно, эта повышенная выносливость объясняет, как водоросли пережили переход на сушу.
- В природе подобные симбиотические отношения могут происходить чаще, чем мы предполагаем, - говорит Ду. - "Теперь у нас есть система для изучения того, как фотосинтетический организм может жить внутри не фотосинтетического организма и как этот симбиоз развивается и функционирует.
Оба организма являются биотехнологическими штаммами, поскольку они производят большое количество нефти. Ду тестирует их как платформу для производства ценных соединений, таких как биотопливо или Омега-3 жирные кислоты .
"Потому что 2 организма более устойчивы совместно, они могли более лучше выдержать усилия биопродуктивности, Мы могли бы также снизить стоимость сбора водорослей, что является большой причиной того, что затраты на биотопливо по-прежнему непомерно высоки.