Грибница вешенок оказалась усеяна крошечными отростками, заполненными мощным нейротоксином, который почти мгновенно парализует мелких червей. Ученым удалось выяснить, из чего состоит и как действует этот смертельный яд.
Одни из самых питательных и популярных в кухнях разных народа грибов — вешенки (Pleurotus ostreatus) — хищники. Часть необходимых себе питательных веществ они получают из мелких животных, прежде всего круглых червей (нематод), убивая их мощным нервно-паралитическим ядом. Тайваньским ученым удалось определить состав этого токсина и показать, как он действует на жертву. Их статья опубликована в журнале Science Advances.
Нематоды многочисленны и распространены повсюду в почве, выступая ценным источником белка для грибов, освоивших хищничество. Различные виды грибов находят совсем разные способы охоты на них. Одни используют специализированные клетки, вонзающиеся в тело жертвы, словно гарпун, другие отращивают петли, которые моментально сжимаются вокруг червя, случайно проползающего через них.
В отличие от этих механизмов, вешенки полагаются на «химическое оружие». Основную часть питания они добывают, разлагая древесину, прорастая в мертвом стволе тонкими ветвящимися нитями (гифами). Однако древесина почти не содержит некоторых ценных питательных веществ, прежде всего соединений азота. Это стимулировало развитие у вешенок хищничества.
Для охоты из гифов вытягиваются микроскопические отростки, на кончиках которых образуются заполненные токсином сферы. Как только червь случайно задевает такие токсоцисты, яд высвобождается и начинает действовать. За пару минут он парализует и убивает жертву, гифы прорастают в ее тело и начинают переваривать.
Йен-Пин Хсю (Yen-Ping Hsueh) и его коллеги продемонстрировали этот механизм еще в 2020 году, показав, что все из 17 видов нематод, на которых они проводили эксперименты, чувствительны к нейротоксину вешенок. Тогда же они показали, что яд воздействует на кальциевые каналы мышечных клеток животных, препятствуя обратному всасыванию этих ионов и вызывая паралич. Однако идентифицировать сам токсин тогда не удалось.
Такая работа была проведена лишь теперь. Ученые выделили содержимое токсоцистов вешенок и проанализировали его состав с помощью газовой хроматографии и масс-спетрометрии. Оказалось, в качестве яда у вешенок выступает летучий кетон, 3-октанон. Это вещество встречается и в некоторых растениях, и даже используется в качестве ароматической добавки. У многих грибов 3-октанон выступает в роли сигнальной молекулы для коммуникаций. Однако дело в дозировке.
Следовые количества 3-октанона вполне безвредны, небольшие (как у растений) служат репеллентом, отпугивающим улиток и слизней, но в больших концентрациях кетон оказывается фатальным. Ученые продемонстрировали это, проведя эксперименты с несколькими видами нематод, показав, что если токсин содержит больше 50 процентов 3-октанона, смерть наступала в течение нескольких секунд.