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2016-04-24

生物进化 2016年3期
关键词:侧耳孢子共生

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消失了164年的"卵孢侧耳"真菌

侧耳属真菌的多数物种都可食用,具有重要的食用价值,卵孢侧耳就属于侧耳属真菌的一种。该种真菌早在1852年就被英国真菌学家贝克利发现,并作为蘑菇属的一个新种发表了论文。此后虽有人将该种转隶到侧耳属或作为侧耳属其他物种的异名处理,但自该种发表以来,在世界上一直就再没有发现该种的新个体。因此,在世界上该种一直只有一号标本。近期,研究者在我国西藏和云南海拔3000米-4200米的亚高山森林中再次发现了"卵孢侧耳",并根据新近采集的标本对该种的形态特征和系统发育位置进行了深入研究。结果证明,卵孢侧耳是一个形态特征明显、在东喜马拉雅-横断山地区经过长期演化出现的特有种,是侧耳物种复合群的基部分支,并不是其他物种的异名。(Phytoaxa2016,267:137)

能延缓衰老的蛋白质

长生不老一直是人类最美好的愿望,但现实却是人类都无法逃避最终死亡的命运。即使如此,人们也在不断想方设法延缓衰老。自由基在人体内产生一种叫氧化应激的负面作用,被认为是导致衰老和疾病的一个重要因素。多年来科学家一直在寻找对抗这种自由基影响的方法。溶酶体是细胞再循环系统的核心,在修复受损和正走向凋亡的细胞过程中起重要作用。当溶酶体"感知"到过多的自由基时,会激活其表面膜上的钙通道,这也会激发多种基因表达,并产生更多更强大的溶酶体,清除细胞内衰老的细胞器。名为MCOLN1的蛋白质钙通道就是溶酶体的自由基感应器,可以产生强大的保护机制抵御自由基的影响。自由基是一把"双刃剑",既能造成细胞损伤,又能激活保护机制。奇妙的是,这种蛋白质正是由于自由基过多而被激活的,而早前研究显示,这种蛋白质的基因突变会导致一种罕见的神经退化性疾病。近期,研究者发现,一种蛋白质能促进细胞的自体吞噬活性,从而抵御由自由基造成的衰老和疾病,为人们延保青春注入希望。(NatureCommunications2016,7:12109)

真菌的信息交流

同伴间的信息交流是一个群落或一个物种生存的重要基础,特别是对于社会性动物而言尤为突出。事实证明,即使无性真菌细胞也可以有社会性:随着长大,然后彼此混合形成集落,它们会向一些周边同胞靠近,同时冷落其他的真菌细胞。近期,研究者通过研究一种俗称红色面包霉的橙色、丝状真菌,发现了它们的孢子(也称无性生殖单元)如何进行沟通的遗传基础。当这些孢子融合边缘上的蛋白开始形成并与15微米外的其他孢子的蛋白同时溶解时,交流便发生了。通过显微镜,研究者对来自110种基因各异的野生菌的成对孢子之间的互动进行了观察,把这些孢子放进3个"交流小组",即三组菌株,它们的孢子互动交流并朝对方靠近生长,并似乎同时忽视其他孢子。为了解这些基因在孢子之间的交流中扮演什么角色,研究者将一个菌株的基因替换成不同组的基因。然后,分析了变异真菌的行为。结果表明,被改变的菌株表现得像新小组的一个成员,这表明基因决定小组成员资格。这是科学家首次发现远距离交流的简单的、基因相似的生物体——与此相反,酵母和粘菌需要直接接触。(PLoS Biol 2016,14:e1002431.)

地衣共生的误解

自1867年以来,科学界就认识到,地衣不是一个单独的物种,而是一种共同体。过去近150年间,全世界教科书对地衣的定义是"一种真菌和一种藻类或蓝细菌组成的共生体"。但让科学家困惑不解的是,一些含有相同共生物种的地衣却呈现出截然不同的特性。以小孢发属地衣为例,有的呈黄色,会产生一种被称作狐衣酸的有毒物质;而另一种呈棕色的小孢发属地衣,包含的真菌和藻类与前者完全相同,但不产生狐衣酸。为此,研究者对上述两种地衣开展RNA(核糖核酸)深度测序,结果在其中发现了属于担子菌门的第二种真菌,这是此前从未见过的一种酵母。上述有毒地衣含有更多这种酵母,使其能够产生狐衣酸,可抵御其他微生物的入侵。为证实这一发现,研究者又分析其他地衣,结果发现全球主要的52个地衣属都含有属于担子菌门的第二种真菌,这表明三物种共生的地衣很普遍。这表明传统上对地衣的认识可能并不准确,许多地衣是三物种共生体,而不是通常认为的两物种共生。这彻底改变了我们认为已经了解的地衣共生关系,将改变人们有关地衣形成以及各物种在共生中各自作用的基本假定。(Science2016,10.1126/science.aaf8287)

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