เห็ดทำยีนหายเพื่อที่จะได้อยู่ร่วมชีวิตกับพืช

By: terminus
Writer
on Thu, 19/07/2012 - 23:25

เห็ดในสกุล Amanita น่าจะเป็นหนึ่งในเห็ดที่มีชื่อเสียงที่สุดในโลก หากใครไม่เชื่อก็ลองค้นหารูปภาพของเห็ด Amanita muscaria ดู ในสมัยเด็กหลายคนก็คงเคยกินเห็ดชนิดนี้เพื่อให้ตัวโตกันมาบ้างหละ (มันคือต้นแบบของเห็ดในเกม Mario นั่นเอง!) เห็ดหลายชนิดในสกุลนี้เป็นเห็ดพิษที่มีพิษร้ายแรง แต่บางชนิดก็มีพิษน้อย บางชนิดก็รับประทานได้

Anne Pringle และ Ben Wolfe แห่งมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด ไม่ได้สนใจจะกินเห็ดให้ตัวตัวโต แต่พวกเขาสนใจในแง่ที่ว่าเห็ด Amanita มีวิวัฒนาการไปใช้ชีวิตอยู่อาศัยร่วมกับพืชได้อย่างไร

เห็ด Amanita มากมายหลายชนิดมีวิถีชีวิตในแบบที่เรียกว่า "ectomycorrhiza" โดยเห็ดจะเจริญเส้นใย (hyphae) คลุมอยู่รอบๆ รากของต้นไม้ เห็ดได้อาหารคาร์โบไฮเดรตจากพืช พืชก็ได้ประโยชน์ตรงที่เส้นใยของเห็ดช่วยเพิ่มพื้นที่ผิวในการดูดซับน้ำและแร่ธาตุ

Anne Pringle และ Ben Wolfe สังเกตเห็นว่าเมื่อเอาเห็ด Amanita ที่หันมาใช้ชีวิตแบบ ectomycorrhiza มาเลี้ยงบนเศษซากใบไม้ พวกมันจะเจริญเติบโตไม่ได้ ต่างจากเห็ด Amanita ชนิดอื่นๆ ที่ยังคงใช้ชีวิตแบบผู้ย่อยสลาย (saprophyte) ตามประเพณีของเห็ดแต่โบร่ำโบราณ

เอนไซม์ตัวหลักที่เห็ดใช้ในการย่อยสลายเซลลูโลสซึ่งเป็นส่วนประกอบคาร์โบไฮเดรตหลักของผนังเซลล์พืชมีอยู่ด้วยกัน 3 ตัว ได้แก่ endoglucanases, cellobiohydrolases, และ beta-glucosidases ผลจากการวิเคราะห์พันธุกรรมของเห็ดสกุล Amanita จำนวน 108 สปีชีส์และเห็ดสายพันธุ์ใกล้เคียง ปรากฏออกมาว่า เห็ดที่ใช้ชีวิตแบบ ectomycorrhizal symbiosis ทำยีนสองตัว คือ endoglucanases และ cellobiohydrolases หายไป บางชนิดก็ทำหายทั้งสองตัว บางชนิดก็ทำหายแค่ตัวใดตัวหนึ่ง

endoglucanases และ cellobiohydrolases มีหน้าที่เร่งปฏิกิริยาการย่อยเซลลูโลสสายยาวๆ ให้เป็นโมเลกุลคาร์โบไฮเดรตขนาดเล็ก การสูญเสียพวกมันไปนี่เองเป็นเหตุผลที่ทำให้เห็ดไม่สามารถย่อยใบไม้เป็นอาหารได้

Anne Pringle และ Ben Wolfe คิดว่าการสูญเสียความสามารถในการย่อยเซลลูโลสเป็นสิ่งที่จำเป็นในวิวัฒนาการของการอยู่ร่วมกันกับพืช หากเห็ดยังคงสร้างเอนไซม์ออกมาย่อยเซลลูโลสตลอดเวลา การอยู่ร่วมกันของมันกับพืชคงจะไม่ปรองดองสมานฉันท์กันสักเท่าไร มีแต่เสียกับเสียทั้งคู่ อย่างไรซะพืชก็บริจาคอาหารให้เห็ดอยู่แล้ว ไม่มีเหตุผลอะไรที่จะเก็บเอนไซม์อันตรายไว้ให้ขุ่นข้องหมองใจกันทั้งเห็ดและพืช (กระบวนการทำสำเนายีนและการสร้างโปรตีนจากยีนต้องใช้พลังงานทั้งนั้น ยีนที่ไม่มีประโยชน์อะไรจึงมักถูกคัดทิ้งไปโดยกระบวนการคัดเลือกตามธรรมชาติ)

ส่วนเอนไซม์ตัวที่สาม beta-glucosidases นั้นยังคงพบได้ในเห็ด Amanita ที่เป็น ectomycorrhiza หลายชนิด เอนไซม์ตัวนี้ทำหน้าที่เกี่ยวกับการย่อยโมเลกุลคาร์โบไฮเดรตขนาดเล็กที่ได้จากการย่อยของ endoglucanases และ cellobiohydrolases มาอีกที ตัวมันย่อยเซลลูโลสโดยตรงไม่ได้ นักวิทยาศาสตร์สันนิษฐานว่าเห็ดคงแอบเก็บเอนไซม์ตัวนี้ไว้เผื่อว่ามีเห็ดตัวอื่นรอบข้างย่อยเซลลูโลสแล้วเหลือเศษอาหารตกมาถึงมันเป็นลาภลอย

นอกจากนี้ ผลที่ได้จากการวิเคราะห์พันธุกรรมของเห็ด Amanita ยังระบุอีกด้วยว่าการเปลี่ยนวิถีชีวิตจากผู้ย่อยสลายไปเป็น ectomycorrhiza เกิดขึ้นเพียงครั้งเดียวในสายวิวัฒนาการของเห็ดสกุลนี้ และเห็ด Amanita ที่เปลี่ยนไปแล้วไม่มีตัวไหนย้อนกลับมาเป็นผู้ย่อยสลายอีกเลย

งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ใน PLoS ONE DOI: 10.1371/journal.pone.0039597

ที่มา - Science Daily

1 Comment

hisoft's picture

เห็ดมันสวยจริง ๆ แฮะ สวยจนน่ากลัว เกรงว่ากินแล้วจะขยายร่างด้วยวิธีขึ้นอืด

ปรองดองดีจริง ๆ

The Phantom Thief