Плотоядные вешенки могут убить круглых червей с помощью «нервно-паралитического газа в леденце»

Приблизить / Вешенка (остриатический плеврит) спокойно растут на пне в лесу. Но остерегайтесь нематод! Эти вешенки хотят вас съесть, и они разработали новый механизм, чтобы парализовать и убить вас.

Артерра / Getty Images

Вешенка (остриатический плеврит) являются основным продуктом многих кухонь, ценятся за их мягкий вкус и таинственный аромат, напоминающий анис. Этот гриб кремового цвета также является одним из нескольких видов плотоядных грибов, питающихся Нематоды (круглые черви) в частности. Грибы развили новый механизм, чтобы парализовать и убить свою добычу нематод: токсин, обнаруженный внутри похожих на леденец структур, называемых токсосомами, который при выбросе вызывает массовую гибель клеток у нематод в течение нескольких минут. Теперь ученые идентифицировали конкретное летучее органическое соединение, ответственное за этот эффект. Новый лист Опубликовано в журнале Science Advances.

Плотоядные грибы, такие как вешенки, питаются нематодами, потому что эти мелкие существа в изобилии обитают в почве и являются полезным источником белка. У разных видов развились разные механизмы охоты и поедания добычи. Например, омиесайты Это грибоподобные организмы, которые посылают «клетки-охотники» на охоту за нематодами. После обнаружения они образуют цисты возле рта или заднего прохода аскариды, а затем вводят себя в червей, чтобы атаковать внутренние органы. Другая группа albicans использует клетки, которые действуют как гарпуны, охотящиеся за добычей, впрыскивая грибковые споры в червя, чтобы решить его судьбу.

Другие грибы производят споры раздражающей палочки или кинжаловидной формы. Нематоды проглатывают споры, которые попадают в пищевод и прорастают, прободая кишечник червя. Есть липкие, похожие на ветви структуры, которые действуют как суперклей; ошейники смерти, которые отделяются, когда нематоды проплывают через них и внедряются в червей; Более дюжины видов грибов используют приманки, которые разрушаются менее чем за секунду, сдавливая нематод до смерти.

READ  Спутник NOAA запечатлел мозаику Земли, чтобы показать потрясающий панорамный вид
مسح صورة المجهر الإلكتروني (SEM) للكيسات السامة على <em> П. остриатус </em> устрицы.» src=»https://cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2023/01/oyster1-640×428.jpg» width=»640″ height=»428″ srcset=»https://cdn .arstechnica.net/wp-content/uploads/2023/01/oyster1.jpg 2x»/></a><figcaption class=
Приблизить / Изображение токсических кист, полученное с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) П. остриатус грибковая нить.

Йи Юн Ли

Вешенки избегают этих физических ловушек в пользу химического механизма. П. остриатус Это то, что известно как «прядильщик для дерева», который нацелен на мертвые деревья, но древесина относительно бедна белком. Его длинные ветвящиеся нити (называемые нитями) являются частью «гриба», который растет в гниющей древесине. Эти гифы являются домом для ядовитых цист. Когда нематоды сталкиваются с ядовитыми кистами, они лопаются, нематоды обычно парализуются и умирают в течение нескольких минут. Как только жертва мертва, гифы прорастают в тела нематод, растворяя содержимое и высасывая питательные вещества из суспензии.

В 2020 году группа ученых из Academia Sinica на Тайване проверила все 15 видов. П. остриатус И нашел это Все 15 могут производить токсичные капли, когда голодны. Они также проверили 17 видов нематод и обнаружили, что ни один из них не может выжить при воздействии токсинов. Соавтор Ченг Хань Ли и его коллеги предположили, что виновником может быть кальций, хранящийся в мышцах животных, который при высвобождении в ответ на нервные сигналы заставляет мышцы сокращаться. Мышцы расслабляются, когда нервные сигналы пополняют запасы кальция.

Чтобы проверить гипотезу, команда провела эксперименты, в которых был виден кальций в червях, а затем отследила реакцию на воздействие цист вешенки. Они обнаружили, что мышцы глотки и головы отравленной нематоды были заполнены кальцием, и сказали, что кальций не исчез, что привело к массовой гибели нервно-мышечных клеток. Они предположили, что яд вызывает первоначальную реакцию на кальций, но затем блокирует механизм, с помощью которого нематоды пополняют запасы кальция.

READ  В июне на небе выстроятся пять планет. Вот как это увидеть.

Митохондриальная кальциевая волна распространяется по всей стромальной ткани после контакта П. остриатусКредит: Чинг Хан Ли

но я и другие. Они не смогли определить конкретные токсины, ответственные за этот эффект, хотя и отметили, что химический механизм вешенки отличается от нематоцидов, используемых в настоящее время для контроля популяций нематод. Для нового исследования Ли и соавторы использовали газовую хроматографию-масс-спектрометр именно для этого. В первой версии эксперимента тестировался флакон с образцом, содержащий только культуральную среду и стеклянные шарики. Вторая копия тестировала образец, содержащий флакон П. остриатус выращенных в течение двух-трех недель. Третья копия представляла собой смесь первых двух флаконов с тестовыми образцами, содержащими обе культуры. П. остриатус и стеклянные бусины.

Виновник: летучий кетон под названием 3-октанон, который является одним из нескольких встречающихся в природе летучих органических соединений (ЛОС), которые грибы используют для общения. 3-октанон также действует как эффективный механизм уничтожения нематод. Воздействие 3-октанона на четыре вида нематод вызвало массовый (и фатальный) приток ионов кальция в нервные и мышечные клетки. Дозировка имеет решающее значение, по мнению авторов. Низкие дозы отпугивают слизней и улиток, а высокие дозы смертельны. То же самое относится и к нематодам. Высокая концентрация более 50 процентов 3-октанона необходима, чтобы вызвать быстрый паралич и массовую гибель клеток. Команда также вызвала тысячи случайных генетических мутаций в грибке. Те мутанты, у которых не развились токсичные цисты на нитях, больше не были токсичны для нематод. Некоторые типы элегантны.

Что касается того, почему грибы развивают такой необычный механизм уничтожения нематод, авторы предполагают, что это связано с тем, что умирающие или гниющие деревья особенно бедны азотом, и этот механизм является хорошим способом для грибов восполнить этот дефицит. Эти кисты могут даже служить защитной цели. Некоторые виды нематод могут прокалывать гифы грибов и высасывать цитоплазму, поэтому присутствие на гифах цист, выделяющих токсичный газ, может защитить грибы от таких хищников.

READ  Являются ли законы гравитации Ньютона неверными: загадки наблюдения исследователей

DOI: Успехи науки, 2023. 10.1126/sciadv.ade4809 (О DOI).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.