Förlorade gener gör svampar beroende

Svamptrådar och trädrötter
Svamparna liknar vita trådar. De lever i nära samarbete med trädens rötter. Foto: Gunnar Menander.

En ny forskningsstudie sprider ljus över den underjordiska byteshandeln mellan trädrötter och svampar. För att förstå hur denna viktiga symbios har uppkommit så har ett internationellt forskarlag kartlagt generna hos olika svampar som lever i marken. Studien visar att de samarbetsvilliga svamparna under evolutionens gång har förlorat många gener och därmed blivit beroende av träden.

De flesta träd lever i symbios med svampar i marken. Detta samarbete kallas för mykorrhiza och innebär att svamparna hjälper träden att ta upp näring ur marken genom att leverera dessa näringsämnen, kväve och fosfater, rakt in i trädens rötter. I utbyte får svamparna energi i form av kolhydrater som träden producerat i sina blad.

– Mykorrhizan har varit av central betydelse för livets utveckling på jorden. Utan den hade inte de första växterna kunnat etablera sig på land, säger Anders Tunlid, professor vid Lunds universitet.

Ett stort antal forskare från Europa och USA har nu kartlagt arvsmassan hos 18 olika svamparter. Studien visar att mykorrhiza har uppkommit flera gånger under evolutionen genom att frilevande svampar har utvecklat mekanismer för att tränga igenom växternas naturliga försvarsmekanismer. Detta har skett på många olika sätt.

– Varför det är så vet vi inte. Men förmodligen återspeglar detta att evolutionen har utgått från olika arter av frilevande svampar och att symbiosen har utvecklats i samspel med specifika värdväxter under lång tid, säger Anders Tunlid.

Den aktuella studien visar också att mykorrhizasvamparna under evolutionens gång har förlorat många av de gener som finns hos frilevande släktingar. Det rör sig om gener som används för att bryta ner dött organiskt material i marken, en arbetsinsats som mykorrhizasvamparna inte längre behöver utföra eftersom de blir serverade sina kolhydrater av träden. Men förlusten av dessa gener innebär samtidigt att svamparna har blivit beroende av det socker som kommer från träden.

– Utan energin från träden kan förmodligen inte mykorrhizasvampar överleva i naturen, säger Anders Tunlid.

Forskningsprojektet har stöttats av det amerikanska energidepartementet. Ett av skälen till denna satsning är de tillämpningar som projektet kan leda till. Med större kunskaper om genernas och enzymernas roll i symbiosen kanske man kan få fram träd som tar upp näring effektivare och ger större avkastning i biomassa, menar Anders Tunlid.

Dessutom är mykorrhizasvamparna av stor betydelse för kolbalansen på vår planet. De håller stora mängder kol bundet i marken, och kolbalansen har sin tur avgörande betydelse för växthuseffekten. Därför är forskningen på svamparna av intresse även ur klimatsynpunkt.

– Kanske kommer framtiden att bjuda på biotekniska metoder där organismer i marken kan binda stora mängder kol och därmed bromsa jordens uppvärmning, säger Anders Tunlid.

Studien publiceras nu i den vetenskapliga tidskriften Nature Genetics.

Lena Björk Blixt

Kategorier
Intresserad av forskning och samhälle?
Prenumerera på Apropå!
I nyhetsbrevet Apropå varvas senaste nytt från Lunds universitet med kommentarer till aktuella samhällshändelser från några av våra 4800 forskare.