Грибы почти не стареют и не накапливают мутаций — дело оказалось не в генах

Возраст отдельных грибных организмов оценили до 2500 лет - биологи

В лесах и на лугах по всему миру существуют грибы, которые живут столетиями и даже тысячелетиями, продолжая расти и обновляться. Их клетки постоянно делятся, но при этом почти не накапливают опасные мутации. Новое исследование нидерландских биологов показывает, что секрет такого долголетия может скрываться в особом механизме генетического контроля. Об этом сообщает научное издание.

Как грибы живут тысячелетиями

Жизнь большинства грибов начинается с мицелия — подземной сети тонких нитей, поглощающих питательные вещества из почвы. В отличие от тканей животных, эти нити не разделены на изолированные клетки. Каждая гифа содержит общую цитоплазму и множество ядер, которые могут свободно перемещаться.

У некоторых лесных видов анализ ДНК показал, что один-единственный организм, выросший из споры, способен охватывать сотни гектаров и существовать около 2500 лет. При этом его геном остаётся поразительно стабильным — факт, который давно вызывал вопросы у эволюционных биологов и перекликается с тем, как среда влияет на активность генов и их регуляцию в рамках эпигенетических механизмов.

Дикарион и риск "генетических читеров"

Во многих грибах основное тело находится в состоянии дикариона: в каждой клетке присутствуют два генетически разных ядра. Такая система помогает мицелию расти и использовать ресурсы более эффективно, но одновременно создаёт почву для внутренних конфликтов.

Если одно из ядер получает мутацию, дающую ему преимущество, оно может начать вести себя как эгоистичный элемент, распространяясь за счёт всей сети. Подобные процессы напоминают соматические мутации у животных, когда отдельные клеточные линии начинают доминировать в ущерб организму в целом.

"Вы можете думать о них как о своего рода "раке ядра”", — объяснил эволюционный биолог Дуур Аанен, Вагенингенский университет и исследования WUR.

Зажимные соединения как система контроля

Исследователи обнаружили, что долгоживущие грибы используют необычный механизм отбора. При делении гиф у них формируется крючкообразная структура — зажимное соединение. В ходе этого процесса оба ядра должны корректно переместиться и восстановить состояние двух ядер в соседних участках мицелия.

Если ядро не справляется с этим тестом на совместимость, его линия обрывается и больше не участвует в росте сети. Такой постоянный контроль снижает вероятность того, что вредные мутации достигнут структур, формирующих споры, и смогут распространиться дальше.

"Оба ядра постоянно проверяют друг друга на способность к слиянию", — отметил Аанен.

Почему этот механизм работает

Многократное повторение подобной проверки на протяжении веков делает генетических "нахлебников" редкостью даже в огромных грибных сетях. Это согласуется с наблюдениями за гигантскими лесными грибами, такими как Armillaria gallica, у которых выявляют крайне низкую скорость накопления мутаций по всему геному.

Для сравнения, быстрорастущие и недолговечные грибы используют иную стратегию. Они часто фрагментируются и образуют споры, создавая генетические "узкие места", через которые многие вредные изменения не проходят. Схожие принципы внутреннего баланса и отбора можно увидеть и в других грибных системах сотрудничества, включая эволюцию грибов в симбиозе.

Сравнение стратегий защиты от мутаций у грибов

Долгоживущие грибы делают ставку на внутренний контроль качества. Их рост медленнее, но стабильнее, а геном остаётся почти неизменным на протяжении веков. Зажимные соединения постоянно отсеивают дефектные ядра, не давая им закрепиться в сети.

Недолговечные виды выбирают противоположный путь. Они быстро разрастаются, активно размножаются бесполыми спорами и регулярно "обнуляют" накопленные мутации за счёт частой смены поколений. Такой подход эффективен в нестабильной среде, но не подходит для жизни длиной в столетия.

Плюсы и минусы грибного долголетия

Сохранение генетической стабильности даёт грибам заметные преимущества. Оно позволяет поддерживать работоспособность огромных мицелиев и снижает риск внутренних конфликтов.

Плюсы: крайне низкая скорость накопления мутаций, высокая устойчивость к повреждениям, способность существовать веками.
Минусы: более медленный рост, зависимость от сложных механизмов деления, меньшая гибкость при резких изменениях среды.

Советы шаг за шагом: как понять исследования о мутациях у грибов

Обращайте внимание на жизненный цикл гриба — он напрямую связан со стратегией контроля мутаций.
Сравнивайте долгоживущие и быстрорастущие виды, чтобы увидеть эволюционные компромиссы.
Учитывайте структуру мицелия и наличие дикариона — это ключ к пониманию внутренних генетических конфликтов.