قارچ‌های «جادوی تاریک» فلوریدا ترکیبی مرگبار از مواد شیمیایی دارند که قبلا دیده نشده بود

یک قارچ قهوه‌ای کوچک که در باتلاق‌های فلوریدا یافت می‌شود، اولین قارچ شناخته شده‌ای است که حاوی سیلوسایبین، ترکیب شیمیایی قارچ‌های روانگردان است. و آماتوکسین، ماده سمی موجود در کشنده ترین قارچ های جهان.

این گونه، Galerina indica، به "قارچ جادوی تاریک" لقب گرفته است و در مطالعه ای که چهارشنبه (11 نوامبر) در مجله Current Biology منتشر شد، مشخص شد.

اندرو کونیک، نویسنده اول مطالعه، محقق زیست شناسی قارچی در دانشگاه فلوریدا، به لایو ساینس گفت: "هیچ گونه ای از قارچ در هیچ کجا و در هیچ گروهی وجود ندارد که هر دو را همزمان تولید کند." "بنابراین کاملا قابل توجه است."

دقیقا اینکه چرا قارچ جادوی تیره تکامل یافته است تا حاوی این دو ترکیب باشد، مشخص نیست، اما نویسندگان به Live Science گفتند که ممکن است این قارچ دفاع قدرتمندی در برابر خورده شدن داشته باشد.

ترفند تکاملی رایج، ترکیب نادر

توانایی تولید مواد شیمیایی روانگردان یا سمی چندین بار در دودمان قارچی تکامل یافته است. فرآیندی به نام انتقال افقی ژن، که در بین قارچ ها گسترده است، در این فرآیند نقش داشته است.

در انتقال افقی ژن، یک موجود زنده ماده ژنتیکی جدید را به دیگری منتقل می کند، برخلاف انتقال ژن عمودی، که در آن والدین، مواد ژنتیکی را به فرزندان منتقل می کنند. این می تواند منجر به ترکیبات ژنتیکی غیرمنتظره شود و در باکتری ها، نقش کلیدی در ایجاد مقاومت آنتی بیوتیکی ایفا می کند.

به نظر می رسد این قارچ های کوچک ترکیبات روانگردان و سمی را از طریق انتقال افقی ژن به دست آورده اند. (اعتبار تصویر: اندرو آر کونیک) برخی از کشنده‌ترین قارچ‌های جهان، از جنس Amanita، سلول‌ها را از تولید پروتئین باز می‌دارند و می‌توانند از طریق نارسایی کبد باعث مرگ شوند. تحقیقات گذشته نشان داده است که این قارچ‌ها توانایی تولید آماتوکسین‌های سمی خود را از طریق انتقال افقی ژن با قارچ‌هایی از جنس‌های نامرتبط Galerina و Lepiota دارند. برخی از قارچ ها توانایی تولید سیلوسایبین را از طریق انتقال افقی ژن نیز به دست آورده اند.

اما کونیک و همکارانش وقتی شروع به شکار قارچ گالرینا در باتلاق های فلوریدا کردند، به دنبال مواد شیمیایی خاصی نبودند. آنها فقط می خواستند در مورد ترکیب شیمیایی قارچ ها اطلاعات بیشتری کسب کنند، زیرا قبلا همه قارچ های فلوریدا گالرینا مشخص نشده بودند.

برای پیدا کردن هر دوی آنها با هم در یک قارچ، هرگز انتظار نداشتم که آن را پیدا کنم.

متیو ای اسمیت، آسیب شناس گیاهی در دانشگاه فلوریدا

آنها پنج نمونه از Galerina جمع آوری کردند، یک جنس که شامل بیش از 300 گونه در سراسر جهان است که بسیاری از آنها سمی هستند. در میان نمونه‌هایی که جمع‌آوری کردند، نمونه‌های کوچک G. indica بودند که روی تنه‌های نخل پوشیده از خزه رشد کردند. بزرگ‌ترین قارچ‌ها تنها حدود ۰.۲ اینچ (۰.۵ سانتی‌متر) قد داشتند و کلاه‌هایشان تا حدود ۰.۱ اینچ (۰.۲۵ سانتی‌متر) عرض داشت.

تجزیه و تحلیل های شیمیایی نشان داد که قارچ جادوی تیره حاوی سیلوسایبین و آماتوکسین است، از جمله یک آماتوکسین که هرگز در قارچ ها ثبت نشده بود. کونیک گفت، آماتوکسین جدید کاملا غیرمنتظره نبود، با توجه به اینکه گونه‌های دیگر گالرینا آماتوکسین‌های نزدیک تولید می‌کنند.

تولید سیلوسایبین در کنار آماتوکسین‌ها برای تیم تحقیقاتی شگفت‌انگیزتر بود.

متیو ای. اسمیت، یکی از نویسندگان این مطالعه، آسیب شناس گیاهی در دانشگاه فلوریدا، به لایو ساینس گفت: "برای یافتن هر دو آنها با هم در یک قارچ، هرگز انتظار نداشتم که آن را پیدا کنم." ما شوکه شدیم.»

برای درک اینکه چگونه این قارچ کشنده و کوچک توانایی های تغییر دهنده ذهن و مسمومیت کبدی خود را به دست آورد، این تیم ژن های G. indica را با سایر قارچ های تولید کننده سیلوسایبین مقایسه کردند و دریافتند که ژن ها منشأ تکاملی مشترکی دارند - حتی اگر خود قارچ ها از فاصله دوری با هم مرتبط باشند.

تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی از هاگ ها از "قارچ جادوی تاریک". (اعتبار تصویر: اندرو آر. کونیک و توماس ای. ویکتور) محققان همچنین دریافتند که ژن‌های تولیدکننده سیلوسایبین G. indica به ترتیبی متفاوت از سایر قارچ‌های تولیدکننده سیلوسایبین چیده شده‌اند، که نشان می‌دهد خوشه ژنی در طول تاریخچه تکاملی خود بازآرایی شده است، سرنخی مبنی بر اینکه انتقال افقی ژن اتفاق افتاده است.

پرش و تعویض ژن

اسمیت گفت که به نظر می رسد G. indica حدود 15.5 میلیون سال پیش بر اساس بازسازی تاریخ تکاملی گالرینا از تجزیه و تحلیل DNA، توانایی تولید سیلوسایبین را از طریق انتقال افقی ژن از قارچ های غیرمرتبط به دست آورده است. کونیک خاطرنشان کرد، با این حال، ممکن است ژن‌های تولیدکننده سیلوسایبین از طریق دو رویداد انتقال ژن افقی مجزا وارد دودمان شوند، احتمالا تا ۶ میلیون سال پیش. جمع‌آوری و توالی‌یابی نمونه‌های بیشتر Galerina می‌تواند به باز کردن تاریخ تکامل آنها کمک کند.

هانا رینولدز، بوم شناس قارچی در دانشگاه ایالتی وسترن کانکتیکات که در تحقیقات جدید دخالتی نداشت، گفت: یافته ها شگفت آور هستند. رینولدز به لایو ساینس گفت: «آنچه در مورد این مقاله هیجان‌انگیز بود، دیدن هر دوی این [ترکیبات] بود، دیدن این که این خوشه ژنی به داخل پرید، مرتب شد، شاید دو بار وارد شد – خیلی جالب است.

داستان های مرتبط

"خیلی غیرممکن به نظر می رسد": دانش آموزی که در حال مطالعه قارچی است که باعث توهم افراد کوچک در کاربران می شود ممکن است در آستانه یک پیشرفت علمی باشد

مطالعه نشان می دهد 1 دوز سیلوسایبین روانگردان افسردگی را برای سال ها کاهش می دهد

قارچ های جادویی به طور موقت شبکه مغزی مسئول احساس خود را «حل می کنند».

کونیک بر این باور است که توانایی تولید دو نوع ماده شیمیایی ناتوان کننده می تواند یک دفاع قدرتمند در برابر خورده شدن ایجاد کند، زیرا موجوداتی که به طور معمول آنها را می خورند در تکامل دفاع در برابر هر دو مشکل دارند.

اما این ایده که این دو ترکیب از خوردن قارچ جلوگیری می کند فقط یک فرضیه است. به گفته کونیک، برای حمایت از این ایده، تحقیقات بیشتر ممکن است ژن‌های قارچ جادوی تاریک را تغییر دهند تا ببینند چگونه حذف یک ترکیب بر نقش این گونه در شبکه غذایی تأثیر می‌گذارد.

اسمیت گفت: قارچ‌های گرمسیری و نیمه گرمسیری از نظر تاریخی مورد مطالعه قرار نگرفته‌اند، بنابراین احتمالا تنوع قارچی بسیار باورنکردنی‌تری درست زیر پای ما وجود دارد.