Под ногами - вселенная: как тёмные грибы влияют на жизнь на Земле

Грунт, вода и воздух вокруг нас наполнены фрагментами ДНК грибов, которые учёные пока не могут отнести к известным видам. Эти загадочные существа получили название «тёмные грибы», по аналогии с тёмной материей и тёмной энергией, пронизывающими Вселенную. Подобно этим невидимым сущностям, тёмные грибы являются скрытыми, но важными элементами экосистем.

Чтобы открыть для себя скрытый мир неизвестных форм жизни, не обязательно отправляться в недра тёмных пещер или дебри удалённых тропических лесов. Порой достаточно просто внимательно взглянуть под ноги.

Аспирантка Анна Рослинг отправилась на север Швеции с целью изучить распространение конкретного вида грибов. Однако она обнаружила нечто гораздо более интригующее: образцы корней растений содержали следы ДНК совершенно неизвестных науке видов.

Удивительно, но ни одного целого организма обнаружить не удалось. К концу полевого сезона всё, что смогла собрать Анна, — это фрагменты генетического материала. Эти фрагменты определённо принадлежали к царству грибов, но не раскрывали никаких подробностей о своих загадочных носителях.

С тех пор учёные осознали, что такие «фантомы» существуют повсюду. В любой куче земли, водоёме или даже в воздухе можно найти грибы, плесень и дрожжи (или их споры), которые никто никогда не видел. Исследования показывают, что в океанских впадинах, тибетских ледниках и других местах постоянно обнаруживается ДНК неизвестных грибов. Секвенируя эти фрагменты, учёные могут определить, что имеют дело с новыми видами, которые генетически отличны от известных науке.

Тёмные грибы настолько распространены, что учёные проводят аналогию с тёмной материей и энергией, составляющими 95 процентов Вселенной. Эти грибы играют важную роль в экосистемах, перерабатывая органические вещества и перераспределяя питательные вещества. Однако их скрытный образ жизни делает исследование этих функций сложной задачей.

На сегодняшний день описано всего 150 тысяч из миллионов предполагаемых видов грибов. Недавние открытия показывают, что значительная часть оставшихся видов может быть недоступна для обычных биологических исследований. Всё, что известно о тёмных грибах, получено из анализа экологической ДНК (eDNA), которая состоит из фрагментов ДНК, постоянно выделяющихся всеми живыми существами. Эти фрагменты можно анализировать, чтобы определить, какие виды присутствовали в данной области, не видя их.

На рубеже тысячелетий секвенирование eDNA открыло новые возможности для открытия видов. Учёные внезапно оказались перед огромным массивом данных, что подчеркнуло масштабность проблемы. Сегодня понимание разнообразия грибов значительно расширилось благодаря этим исследованиям. Каждый год учёные открывают около 2000 новых видов грибов традиционными методами, но одно исследование eDNA может выявить в десять раз больше новых тёмных грибов.

Проблема в том, что многие грибы микроскопические или одноклеточные, что затрудняет их изоляцию. Другие виды, образующие видимые грибы и мицелий, бывают кратковременны и легко ускользают от внимания. Выращивание организмов в лаборатории также представляет трудности, требуя идеальных условий для роста.

Несмотря на трудности, информация, полученная из eDNA, важна. Сходство с известными видами позволяет учёным делать выводы о жизненном цикле и экологической роли тёмных грибов. Примером может служить открытие Анны Рослинг, когда она обнаружила первый известный представитель класса Archaeorhizomycetes , состоящего из сотен тёмных видов.

С каждым годом технологии обработки eDNA совершенствуются, позволяя глубже проникнуть в загадочный мир тёмных грибов. Современные методы, такие как высокопроизводительное секвенирование и геномика отдельных клеток, обещают значительные улучшения. Эти методы, в сочетании с новыми технологиями сортировки и культивирования клеток, могут дать более полное представление о таинственном мире тёмных грибов.