DMT, meskalina i psylocybina mogły wyewoluować jako narzędzia ekologiczne

Naturalne substancje halucynogenne, takie jak psylocybina, meskalina, N,N-dimetylotryptamina (DMT) oraz związki im pokrewne, od dawna przyciągają uwagę ze względu na właściwy im wpływ na ludzką percepcję, emocje i funkcje poznawcze. W ostatnim czasie zainteresowanie tymi związkami rozszerzyło się i obejmuje obecnie także ich potencjalną rolę w leczeniu zaburzeń psychicznych oraz badaniach nad neuroplastycznością czy świadomością.

Ich ekologiczne pochodzenie pozostaje jednak wciąż słabo poznane. Dlaczego niepowiązane ze sobą rośliny, grzyby i zwierzęta wielokrotnie wykształcały cząsteczki zdolne do silnego modulowania działania układu nerwowego zwierząt? Badacze pod kierownictwem prof. WANG Xiaohui z Instytutu Chemii Stosowanej w Changchun przy Chińskiej Akademii Nauk wysunęli właśnie hipotezę, że naturalne halucynogeny mogły ewoluować przede wszystkim jako narzędzia ekologiczne, które pomagają organizmom przetrwać, bronić się i wchodzić w interakcje z innymi gatunkami. Wyniki ich badań omówiono w artykule z serii „Perspective” opublikowanym 24 czerwca 2026 r. w czasopiśmie PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences).

Badanie łączy ekologię chemiczną, genomikę porównawczą, biosyntezę, neurofarmakologię i biologię ewolucyjną w celu stworzenia ekologicznych i ewolucyjnych ram pozwalających lepiej zrozumieć psychoaktywne produkty naturalne. Naukowcy twierdzą, że naturalne halucynogeny należy postrzegać jako produkty ekologii chemicznej (nauki zajmującej się badaniem jak organizmy wykorzystują substancje chemiczne do wzajemnych interakcji oraz interakcji ze środowiskiem) oraz ewolucji zbieżnej, w ramach której podobne cechy wykształcają się niezależnie u niepowiązanych ze sobą organizmów, ponieważ stoją one przed podobnymi wyzwaniami środowiskowymi.

Zgodnie z wynikami badania te związki halucynogenne nie są przypadkowymi „anomaliami chemicznymi”. Mogą one raczej stanowić narzędzia ekologiczne ukształtowane przez interakcje między organizmami wytwarzającymi te związki a ich konsumentami, drapieżnikami, konkurentami lub partnerami symbiotycznymi. We wszystkich królestwach biologicznych organizmy wielokrotnie wykorzystują ograniczony zestaw metabolicznych elementów budulcowych i przemian enzymatycznych, w tym hydroksylację, metylację, fosforylację i prenylację, do wytwarzania różnorodnych strukturalnie cząsteczek psychoaktywnych.

Cząsteczki te mogą przyczyniać się do skuteczniejszej obrony przed drapieżnikami, zniechęcania do żerowania, regulacji symbiozy, komunikacji między królestwami oraz reakcji na stres środowiskowy. Ponieważ zwierzęta mają wspólne, pradawne i w dużym stopniu zachowane systemy neuroprzekaźników, zwłaszcza szlaki sygnałowe serotoniny, organizmy mogą być w stanie wpływać na zachowanie innych gatunków poprzez wytwarzanie niewielkich ilości związków, które skutecznie oddziałują na te szlaki.

W artykule przytoczono przykłady pochodzące ze świata roślin, grzybów i zwierząt. Na przykład pejotl (Lophophora williamsii) gromadzi meskalinę, której gorzki smak i działanie fizjologiczne sugerują, że może ona pełnić funkcje obronne. Grzyby wytwarzające psylocybinę posiadają podstawowy moduł biosyntezy. Koduje on enzymy PsiD, PsiH, PsiM i PsiK, które wspólnie przekształcają tryptofan w psilocybinę. Genomika porównawcza sugeruje, że pokrewne klastry genów mogły się rozprzestrzeniać poprzez rearanżację genomu i horyzontalny transfer genów. Ropucha z pustyni Sonora (Incilius alvarius) wydziela 5-MeO-DMT, bufoteninę, bufadienolid oraz steroidy kardiotoniczne, tworząc wieloskładnikowy chemiczny system obronny, który może sprzyjać unikaniu drapieżników.

Naukowcy sugerują ponadto, że powtarzające się pojawianie się substancji halucynogennych u tych organizmów stanowi ewolucję zbieżną, napędzaną tożsamymi presjami ekologicznymi i zachowanymi celami neuronalnymi. Układ sygnalizacji serotoninowej, a w szczególności receptor 5-HT2A, pojawił się we wczesnej fazie ewolucji zwierząt i występuje powszechnie wśród bezkręgowców i kręgowców. Poprzez modulowanie sygnalizacji serotoninowej organizmy wytwarzające te substancje mogą wpływać na żerowanie, ruch, uczenie się, unikanie zagrożeń oraz orientację u innych organizmów.

Naukowcy zauważyli, że wiele hipotez ekologicznych wymaga jeszcze zweryfikowania w ramach ekologii terenowej, genetyki, biologii behawioralnej, genomiki porównawczej oraz biologii chemicznej. Omówili również kwestie ochrony przyrody i zrównoważonego rozwoju związane z tymi badaniami. Zwrócili uwagę, że postępy w badaniach nad biosyntezą, na polu biologii syntetycznej, fermentacji mikrobiologicznej oraz inżynierii szlaków metabolicznych mogą umożliwić wytwarzanie tych związków w laboratoriach lub systemach przemysłowych, zmniejszając tym samym potrzebę pozyskiwania dziko rosnących roślin, grzybów i zwierząt. Ogólnie rzecz biorąc, badanie sugeruje, że spojrzenie na naturalne halucynogeny przez pryzmat ekologii i ewolucji może dostarczyć nowych wskazówek dotyczących tego, gdzie szukać powiązanych związków, jak je wytwarzać w sposób zrównoważony oraz jak je odpowiedzialnie opracowywać i stosować.