Vilma, Ünige, Csaba2020. december 05., szombat
Tudomány

A gombáknál nincs jele a dinoszauruszok kihalásához vezető eseménynek

2019.04.02.MTA
National Geographic Magyarország

Hogy alakulhatott a ma élő gombafajok evolúciója, voltak-e fajképződési robbanások és tömeges kihalási események, és milyen szabályszerűségek szerint alakul a gombák sokfélesége a Föld különböző pontjain?

Forrás: Profimedia, Alamy

Ezeknek a kérdéseknek eredt nyomába Nagy László, Varga Torda, Krizsán Krisztina és az MTA Szegedi Biológiai Kutatóközpontban működő Lendület Gomba Genomika és Evolúció Csoport többi tagja most megjelent tanulmányukban, mely a Nature Ecology and Evolution folyóirat címlapjára került.

A mai élőlények fajképződési események és kihalások sorozatainak köszönhetően jöttek létre. A Föld története során az ilyen események nem egyenletes sebességgel történtek: ma már elfogadott, hogy mind a növények, mind az állatok evolúciója során voltak kiemelt időszakok, amikor rövid idő alatt sok fajképződés vagy sok kihalás történt, az ilyen periódusokat fajképződési robbanásokként és tömeges kihalásokként tartjuk számon.

Gombák esetében azonban a kutatók kevés ilyen információval rendelkeztek, részben azért, mert a gombák termőtestei nagyon rosszul fosszilizálódnak, így nem álltak rendelkezésre olyan fosszíliasorozatok,  amelyekből rekonstruálni lehetett volna a fajképződés időbeli dinamikáját. Ebben jelentenek áttörést a törzsfák és a filogenetikai összehasonlító módszerek: egy törzsfa minden elágazása egy fajképződési eseménynek felel meg, abból pedig, hogy az elágazások milyen közel helyezkednek el egymáshoz, kiszámolható a fajképződés sebessége. A szegedi kutatók éppen ezt kihasználva vizsgálták a gombák evolúciós mintázatait.

Hatalmas fa, rengeteg gombával
Az ilyen vizsgálatokhoz szükség van az adott csoportot minél jobban reprezentáló evolúciós törzsfára. A nemzetközi konzorcium és több mint 60 szerző – köztük David S. Hibbett, Santiago Sanchez-Ramirez, a Joint Genome Institute munkatársai és még sokan mások – részvételével lezajlott munka alapja éppen ezért egy kiterjedt, 5284 fajt tartalmazó filogenetikai adatsor volt. Ez az adatsor az eddigi legnagyobb felbontásban fedi le az Agaricomycetes osztályt, mely a legtöbb makroszkopikus, termőtestképző gombát tartalmazza.

Maga az adatgyűjtés 4 évet vett igénybe, és számos forrásra támaszkodott. A hatalmas filogenetikai törzsfák számítása amellett, hogy elképesztő számítógépigényes folyamat, nagy kihívást jelent biológiai szempontból is: minél több faj van az adatsorban, annál nehezebb megbízható törzsfákat becsülni. Hogy a kapott törzsfák megbízhatósága nagy legyen, a szegedi kutatók teljes genomadatokat hívtak segítségül. A rendelkezésükre álló 106 gombagenom segítségével egy szűkebb, de nagyon megbízható filogenetikai adatsort hoztak létre, ami, kombinálva az 5284 fajt tartalmazó adatsorral nagyban növelte annak megbízhatóságát.

Hogy a szegedi kutatók a termőtestképző gombák evolúciós történetét rekonstruálni tudják, a törzsfa ághosszának az idő múlását kellett ábrázolnia. Ezt az úgynevezett molekuláris óra elvével oldották meg, azaz ha a gének mutációs rátája egyenletesen „ketyeg”, akkor a rokon fajok közötti genetikai különbség alapján megállapítható az elválásuk óta eltelt idő. A munkát nehezítette, hogy a molekuláris óra  „ketyegése” ritkán egyenletes, valamint hogy óriási adatmennyiségen dolgoztak, így egyetlen eddig használt módszerrel sem volt lehetséges a gyors és precíz időkalibráció.
Ezért a Szöllősi Gergely által vezetett MTA-ELTE Lendület Evolúciós Genomika kutatócsoporttal közösen kidolgoztak egy elemzéssorozatot, amellyel elsőként a törzsfa egytizedén végeztek lassú de nagy pontosságú számításokat, később pedig ezekkel a precíz adatokkal korrigálták az egész törzsfát magába foglaló gyors, de kevésbé pontos elemzés eredményét.

Az időkalibrációt követően a szegedi kutatók megvizsgálhatták a gombák fajképződésének és kihalásának időbeli dinamikáját. Elemzésük egy jura kori, 200–145 millió évvel ezelőtti, fajképződési robbanást tárt fel, amelyet számos környezeti, illetve morfológiai változással hoztak összefüggésbe. A vizsgálatba bevont 5284 gombafaj jelenkori morfológiai jellegeit és a fajok evolúciós történetét vizsgálva például azt találták, hogy a jura elején kizárólag egy rendkívül egyszerű, aljzaton elterülő, kéregszerű – úgynevezett reszupinátus – termőtest volt jellemző, míg a korszak közepén már bonyolultabb morfológiát mutató termőtesttípusok is előfordultak. Ide tartozott a legismertebb, ún. agaricoid termőtest, amit egyszerűen csak „kalaposgombaként” ismerünk.

Változékony kalaposok
Az adatokat tovább elemezve azt találták, hogy az agaricoid termőtestű gombák magasabb fajképződési rátával rendelkeztek, mint más, egyszerűbb morfológiát mutató gombák, tehát a kalap és a tönk kialakulása elősegíthette új fajok kialakulását és elterjedését. De a morfológiai újítások mellett a környezeti tényezők is hozzájárulhattak a fajképződési robbanáshoz. Például a kutatók által talált mintázat egybeesik egy melegebb és csapadékosabb jura kori klíma megjelenésével, valamint a nyitvatermő növények tömeges elterjedésével is. Ez utóbbi azért érdekes, mert a gombák jelentős része növényi anyagok lebontásával jut szerves szénforráshoz, ezért egy növénycsoport tömeges elterjedése indukálhatja gombafajok tömeges elterjedését, így fajképződési rátájának növekedését is. Ezzel összhangban a szegedi kutatók azt találták, hogy a jura korban élő gombafajok nagy része nyitvatermő növények szerves anyagait használva élt.

Kihalás másképpen
A kutatók meglepő eredményekre jutottak a termőtestképző gombák kihalási rátájának vizsgálata közben is. Nem találták például jelét annak a 65 millió évvel ezelőtt történt tömeges kihalási eseménynek (amit „Cretaceous/Tertiary Mass Extinction Event”-ként, vagy K/Pg eseményként ismerünk), melynek során számos növényi és állati csoport, köztük a dinoszauruszok jelentős része kihalt. Volt viszont bizonyíték egy jóval korábbi, jura kori tömeges kihalási eseményre.

Összességében a tanulmány rámutat arra, hogy a jura nem csak a dinoszauruszok számára volt egy kitüntetett földtörténeti kor, de a termőtestképző gombák számára is több jelentős evolúciós esemény végbement, ami a ma megfigyelhető morfológiai és ökológiai sokféleségük kialakulásához vezetett.

A teljes cikk illusztrációkkal elérhető az mta.hu oldalán.

Hozzászólások

Elkészült a Tejútrendszer eddigi legrészletesebb katalógusa

Elkészült a Tejútrendszer eddigi legrészletesebb katalógusa

Közel 2 milliárd csillag szerepel a Gaia űrtávcső segítségével elkészített katalógusban.

Magyarországi koronavírus-változatok genetikai feltérképezését végezték el a kutatók

Magyarországi koronavírus-változatok genetikai feltérképezését végezték el a kutatók

A SARS-CoV-2 vírus 273 Magyarországon is terjedő változatának genetikai feltérképezését végezték el a kutatók.

Magáncégek segítik a NASA-t a holdminták begyűjtésében

Magáncégek segítik a NASA-t a holdminták begyűjtésében

A különleges projekttel a NASA precedenst akar teremteni.

Rég elpusztult csillagokra bukkantak

Rég elpusztult csillagokra bukkantak

Nagyon ősi szupernóvák maradványait észlelték, a szakértők szerint a ritka környezet segíthette az objektumok fennmaradását.

Az egyik legfontosabb idegtudományi díj 2020-as kitüntetettje: Buzsáki György

Az egyik legfontosabb idegtudományi díj 2020-as kitüntetettje: Buzsáki György

Buzsáki György agykutatót, a New York-i Egyetem Biggs-

National Geographic 2020. novemberi címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

11 160 Ft

Korábbi számok

National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlapNational Geographic 2019. januári címlapNational Geographic 2019. februári címlapNational Geographic 2019. márciusi címlapNational Geographic 2019. áprilisi címlapNational Geographic 2019. májusi címlapNational Geographic 2019. júniusi címlapNational Geographic 2019. júliusi címlapNational Geographic 2019. augusztusi címlapNational Geographic 2019. szeptemberi címlapNational Geographic 2019. októberi címlapNational Geographic 2019. novemberi címlapNational Geographic 2019. decemberi címlapNational Geographic 2020. januári címlapNational Geographic 2020. februári címlapNational Geographic 2020. márciusi címlapNational Geographic 2020. áprilisi címlapNational Geographic 2020. májusi címlapNational Geographic 2020. júniusi címlapNational Geographic 2020. júliusi címlapNational Geographic 2020. augusztusi címlapNational Geographic 2020. szeptemberi címlapNational Geographic 2020. októberi címlapNational Geographic 2020. novemberi címlap

Hírlevél feliratkozás

Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

Kövess minket