Termity już 30 mln lat temu wyewoluowały złożone bioreaktory
Doprowadzenie do kompletnego rozkładu biomasy roślinnej w przemysłowych reaktorach to nadal złożone wyzwanie, tymczasem okazuje się, że uprawiające grzyby termity rozwiązały ten problem ponad 30 mln lat temu.
Wydaje się, że odniesiony przez nie sukces to wynik podziału prac między rozkładające złożone związki roślinne grzyby a bakterie z przewodu pokarmowego, które zapewniają enzymy do ukończenia tego procesu.
Rozkładając do 90% całej obumarłej materii roślinnej, uprawiające grzyby termity są dominującymi destruentami (sub)tropikalnej subsharyjskiej Afryki i południowo-wschodniej Azji. Dzięki wieloetapowej współpracy z grzybami z rodzaju Termitomyces i bakteriami przewodu pokarmowego udaje im się doprowadzić do niemal zupełnego rozkładu. Termity zarządzają symbiontami, zapewniając przestrzeń jelita oraz infrastrukturę gniazda. Zespół z Uniwersytetu Kopenhaskiego i Pekińskiego Instytutu Genomiki doszedł do tego wniosku, przeprowadzając po raz pierwszy sekwencjonowanie genomu termitów, grzybów oraz mikrobiomu.
Starsze robotnice/robotnicy przynoszą do termitiery materiał roślinny. Młodsze osobniki przeżuwają go razem z zarodnikami Termitomyces i wydalają mieszankę jako kolejną warstwę ogródka. Grzyby szybko się rozrastają, a starsze termity je zjadają.
Choć do tej pory skupialiśmy się przede wszystkim na zjadanych przez termity grzybach, teraz wiadomo, że to bakterie z przewodu pokarmowego owadów zapewniają symbiozie tak wysoką wydajność - opowiada prof. Michael Poulsen.
Trzeba było włożyć wiele wysiłku w sekwencjonowanie genomu termitów, ich upraw oraz metagenomikę jelitową, by przeanalizować enzymy biorące udział w rozkładzie roślin - dodaje prof. Guojie Zhang.
Okazało się, że w symbiozie farmerskiej występowało aż 86% znanych rodzin hydrolaz glikozydowych. Grzyby kodowały enzymy konieczne do rozkładu złożonych węglowodanów, a bakterie dostarczały enzymy do końcowego trawienia oligosacharydów. Generalnie pierwsze przejście przez przewód pokarmowy służy do zaszczepienia substratu roślinnego zarodnikami, podczas gdy bakterie jelitowe odgrywają istotną rolę trawienną w czasie drugiego przejścia.
Komentarze (0)