Учёные впервые обнаружили свидетельства того, что грибы могут скрываться внутри клеток мха

Учёные долгое время считали, что мхи полностью независимы от грибов из-за отсутствия у них корней. Однако новое исследование показало, что даже эти древние растения могут вступать в тесные симбиотические отношения с грибами, причём настолько глубокие, что те способны проникать внутрь тканей мха.

Более 85% наземных растений образуют симбиоз с грибами: растения отдают сахара, а грибы помогают им получать питательные вещества из почвы. Но мхи долгое время считались исключением из этого правила. На протяжении десятилетий их даже называли «одиночками» растительного мира, несмотря на то что они относятся к одним из самых древних наземных растений, относятся к одним из самых древних наземных растений, появившихся на Земле около 470 миллионов лет назад.

Считалось, что мхи не нуждаются в грибах из-за своего малого размера и отсутствия корневой системы. Они воспринимались как полностью автономные организмы, которые просто не вступают в подобные симбиотические связи. Однако новое исследование, опубликованное в журнале New Phytologist, показало, что в тканях мха могут присутствовать грибы — и ранее это явление никогда не фиксировалось.

Докторант Калифорнийского университета в Риверсайде Киан Келли изучал эту необычную «отсутствующую связь» между мхами и грибами, исследуя экстремальные пустынные регионы, включая пустыню Мохаве и пустыню Сонора, где температура превышает 38 °C. Там он обнаружил, что грибы действительно могут жить внутри мха как в засушливых условиях, так и в более умеренных климатических зонах.

В лабораторных условиях исследователи подтвердили существование необычного симбиоза между мхами и грибами. Он оказался возможен благодаря уникальной адаптации: у мхов нет корней, и ранее считалось, что грибам просто «негде закрепиться» в их структуре. Однако оказалось, что природа способна формировать гораздо более сложные формы взаимосвязей между организмами.

Если будет окончательно доказано, что мхи и грибы образуют устойчивые симбиотические системы, это может помочь климатологам лучше понять, как изменения климата влияют на древнейшие формы наземной жизни. Более того, подобные связи могли сыграть роль ещё в ранней эволюции жизни на суше.

Исследователь Киан Келли сосредоточился на так называемых биологических почвенных корках — сложных сообществах, состоящих из грибов, бактерий, водорослей, мхов и даже микроскопических животных.

Во время полевых исследований он заметил, что одни и те же виды мха могут отсутствовать в разных климатических условиях, что заставило его задуматься о том, влияет ли климат на грибные сообщества внутри растений. В лаборатории учёные обнаружили ДНК грибов внутри тканей мха и с удивлением установили, что там присутствуют микоризные грибы — те самые, которые обычно не могут существовать без растения-хозяина. При этом грибы, найденные в пустынных мхах, отличались от грибов в мхах из более мягкого климата.

По словам Киана Келли, есть основания предполагать, что определённые виды грибов могут помогать мхам выживать в более жарких и засушливых условиях.

Ещё одной важной деталью стало то, что грибы, найденные в окружающей почве, не совпадали с теми, что обнаруживались внутри мха, что указывает на избирательность и устойчивый характер взаимодействия между организмами.

Позднее, используя микроскопию, исследователь окрашивал ткани мха специальным красителем, который связывается с грибами, и наблюдал разветвлённые грибные структуры непосредственно внутри клеток мха. По его словам, как только он увидел эти структуры, стало ясно, что речь идёт о крайне важном открытии.

Грибные образования напоминали арбускулы — древовидные структуры, обычно встречающиеся в корнях растений при симбиозе с грибами. В данном случае они были обнаружены не в корнях, а в тканях листоподобной структуры мха, что указывает на ранее неизвестную форму взаимодействия.

Если дальнейшие исследования подтвердят эти выводы, это может изменить представления о симбиозе растений и грибов и даже привести к пересмотру учебных моделей. Поскольку мхи относятся к самым ранним наземным организмам, подобное открытие может помочь лучше понять, как жизнь впервые адаптировалась к суше.