Еволюціонували гриби і небезпеку для людей: чому людство намагається знизити швидкість розвитку грибків

Кейси
3 грудня 2019

Еволюціонували гриби і небезпеку для людей: чому людство намагається знизити швидкість розвитку грибків

Далі

Святослав
Іванов

Новинний редактор

Святослав
Іванов

Новинний редактор

Гриби — одне з найбільш маловивчених та складних царств живої природи. В царство грибів, яке стало окремим тільки в 70-х роках минулого століття, входить до 1,5 млн видів організмів, що поєднують в собі як ознаки рослин, так і тварин. «Хайтек» докладно розповідає, чому людство побоюється деяких грибів і як відбувається їх вивчення.

Першим, хто хотів відокремити царство грибів від інших, був шведський ботанік Еліас Фрис ще в 1831 році. Саме він вважається батьком мікологія — наука про гриби, що ще до другої половини минулого століття вважалася простим напрямком ботаніки. При цьому перша згадка грибів у науковій літературі було ще в Аристотеля.

Микологию почали виносити в окремий напрям приблизно в 1970-х роках, коли сформувалося уявлення про полифилетизме грибів — процесі, коли організми можна збирати в підгрупи не за родинним ознакою, а за якимись загальними властивостями — навіть без наявності у них спільного предка.

Розуміння цього процесу сформувалася не відразу, а тільки після накопичення досить великої кількості знань з генетики, цитології і біохімії. Саме тому науковий термін «гриби» зараз є неоднозначним, і в нього входить досить велика кількість понять.

Біологічне та екологічне різноманітність грибів налічує близько 250 тис. видів, а за деякими оцінками — до 1,5 млн видів і навіть до 3,8 млн видів. Гриби вважаються одним з найбільших царств на Землі

Гриби знаходяться практично у всіх екологічних нішах біосфери — у воді, на суші, у грунті та повітрі. Гриби, будучи редуцентами, розкладають різні органічні матеріали і допомагають утворюватися родючим ґрунтам. Деякі типи грибів допомагають ссавцям перетравлювати рослинну грунт.

Багато хто з видів подцарства вищих грибів (як раз те, що в культурі і називається грибами) є їстівними для людини і входять в кухні народів по всій Землі. Крім того, микрогрибы використовуються промисловістю для приготування напоїв з допомогою бродіння, їх застосовують для створення антибіотиків і інших лікарських засобів, а також в хімічних цілях.

Шкода від грибів

Гриби можуть бути не тільки корисними, але і достатньо тяжкими і небезпечними в залежності від умов, в яких вони опинилися. Наприклад, фітопатогенні гриби, в непорушених природних екосистемах зазвичай не завдають шкоди, можуть викликати епіфітотії — сильні інфекції — у сільськогосподарських посадках, деревних насадженнях і в лісах, де ведеться господарська діяльність.

У людини і тварин грибки викликають шкірні захворювання, а іноді і ураження внутрішніх органів. Дуже небезпечні і можуть призводити до смертельного результату отруєння різними отруйними грибами, а також мікотоксикози — отруєння харчовими продуктами, зараженими токсинами мікроскопічних грибів.

При цьому гриби володіють одним з найшвидших і ефективних навичок для пристосування і еволюції. Вони дуже швидко звикають до протигрибкових медичних препаратів, еволюціонують і перестають на них реагувати — це призводить до того, що вченим доводиться постійно шукати нові протигрибкові сполуки, до яких ще не звикли існуючі види грибів.

Хвороби людини і тварин, що викликаються паразитичними грибками, називаються «мікози». Існує два основних поділу мікозів — зовнішні (шкірні та нігтьові) і внутрішні:

  • Дерматомікоз — шкірні захворювання, що викликаються грибами Trichophyton і Microsporum.
  • Кандидоз — викликається Candida albicans, які перманентно перебувають у організмі кожної людини.
  • Оніхомікоз — грибкове захворювання нігтів, викликається грибками-дерматофітами Trichophyton rubrum, Trichophyton interdigitale, Trichophyton tonsurans, рідше Epidermophyton floccosum і Microsporum canis.
  • Строкатий або висівкоподібний лишай — теж шкірне захворювання, що характеризується утворенням лусочок, викликається грибком Malassezia furfur.
  • Чорний лишай — під час хвороби на долонях і підошвах утворює коричневі або чорні плями, викликається Exophiala werneckii.
  • Чорна пьедра — колонізує і живе в волоссі, викликається грибком Piedraia hortae.
  • Біла пьедра — мікоз волосся голови, вусів, бороди, викликається Trichosporon beigelii.
  • Споротрихоз — мікоз як шкіри, так і внутрішніх органів, що викликається грибами роду Sporotrichium.
  • Себорея — шкірне захворювання, що викликається дрожжеподобным грибом Pityrosporum ovale.
  • Аспергільоз — група захворювань, що викликаються пліснявими грибами роду Aspergillus.

Крім того, є кілька видів глибоких мікозів: бластомікоз, кокцидіоідомікоз, гістоплазмоз і паракокцидиоидомикоз. Вони вражають внутрішні органи людини і дуже небезпечні для здоров’я.

Нещодавно дослідницька група з Університету Бата і Університету Сан-Паулу знайшла рецептори у грибків, вплив на які знижує швидкість їх розмноження і можливість еволюції.

По суті, біологи відкрили ряд рецепторів грибка, які пов’язані з так званим G-білком (GPCR) — вони відповідають за відчуття голоду. Ці рецептори потенційно можуть стати інструментом для уповільнення еволюції грибів, їх еволюції в області підвищеної вірулентності, а також стійкості до протигрибкових хімічних речовин.

Наприклад, грибок Aspergillus, у якому знайшли ці рецептори, розмножується статевим шляхом тільки у випадку, якщо він добре харчується і знаходиться в темряві. Його статеве розмноження рекомбинирует ДНК батьків — змінює його для створення генетично різноманітних нащадків, які швидко поширюються в навколишньому середовищі у вигляді спор.

Для грибів вкрай важливо подібне генетичне різноманіття, щоб адаптуватися до нових умов, сприяючи розвитку хвороб або протигрибкової резистентності. При цьому, якщо активувати ці рецептори, грибки перестають так швидко розмножуватися і змінювати ДНК своїх батьків.

За словами доктора Ніла Брауна з відділу біології і біохімії в Університеті Бата, траплялося, коли грибки пристосовувалися до лікарських засобів буквально через кілька місяців після їх появи. Це негативно позначається на всій медицині і біології зокрема.

При цьому гриби можуть еволюціонувати настільки, що починають пожирати оточуючих їх бактерій. Нещодавно міжнародна наукова група досліджувала геном гриба Sodiomyces alkalinus (S. alkalinus) — він живе тільки на берегах гіперсолоних озер і, як виявилося, харчується бактеріями, тоді як звичайні гриби живуть в кислих середовищах і можуть переробляти найчастіше тільки рослини.

Виявилося, що пристосуватися до такої середовищі дозволила втрата величезної кількості генів, що відповідають за переробку рослинності, і придбання нових, дозволяють харчуватися бактеріями і ракоподібними.

Небезпека грибів для майбутнього людства

Гриби небезпечні не тільки для людини на Землі, але й для можливих колонизаций інших планет. Точно відомо, що грибки виживають у відкритому космосі досить довгий час. Зараз всі збірки роверів, які пересуваються по Марсу або Місяці, що відбуваються в абсолютно стерильних умовах — у тому числі для того, щоб не занести грибки на інші планети.

Експерти НАСА нещодавно випустили дослідження, згідно з яким, грибки будуть представляти особливу небезпеку для перших колоністів, які вирішать відправитися на Марс. Через 30 днів існування людей в одному — досить замкнутому — приміщенні, кількість грибків суттєво зростала. При цьому зростання відбувалося в основному за рахунок тих видів грибка, які небезпечні для людського організму.

Поки вчені до кінця не розуміють, як можна протистояти грибків, які, як і багато бактерії, давно навчилися еволюціонувати для обходу різних препаратів та інструментів. При цьому біологи проводять безліч досліджень структури самих організмів, які зможуть не тільки збільшити знання про процеси, але і розширити саме уявлення науки про цьому царстві.

Источник

Описание admin

Рекомендуем прочесть

Tesla представить двофакторну аутентифікацію

Новини 16 серпня 2020 Tesla представить двофакторну аутентифікацію Далі Ильнур Шарафиев Редактор Ильнур Шарафиев Редактор …

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *