Psylocybina - substancja odpowiadająca za "magiczne" działanie niektórych grzybów - wyewoluowała niezależnie co najmniej dwa razy. Do takiego wniosku doszli naukowcy z Niemiec i Austrii, którzy opisali zaskakujące różnice biochemiczne między dwoma rodzajami grzybów wytwarzających ten sam związek.
Badacze porównali dwa typy tzw. grzybów halucynogennych i odkryli, że choć oba produkują psylocybinę, to robią to w zupełnie inny sposób. Wyniki badań, opublikowane w Angewandte Chemie International Edition, sugerują, że mamy do czynienia z przypadkiem tzw. ewolucji konwergentnej, czyli sytuacji, w której różne gatunki niezależnie rozwijają podobne cechy, aby przystosować się do podobnych wyzwań środowiskowych.
"Grzyby nauczyły się dwukrotnie i niezależnie, jak wytwarzać ikoniczny naturalny produkt - psylocybinę" - napisali autorzy badania.
Dwie drogi do tego samego efektu
Najbardziej znane "magiczne grzyby" należą do rodzaju Psilocybe. To właśnie z nich izolowano psylocybinę, wykorzystywaną dziś w badaniach nad terapiami depresji czy uzależnień. Ale nie są one jedyne - niektóre gatunki z rodzaju Inocybe również wytwarzają tę substancję.
Grzyby Inocybe, znane jako włóknouszki, mają charakterystyczną, włóknistą powierzchnię kapelusza i należą do gatunków toksycznych. Wiele z ponad tysiąca ich przedstawicieli produkuje muskarynę - silnie trujący związek, który może wywołać zaburzenia rytmu serca, a nawet zatrzymanie akcji serca. Innymi słowy: nie próbujcie ich jeść.
Zespół badawczy przeanalizował chemiczne i genetyczne procesy, które prowadzą do powstania psylocybiny w obu grupach grzybów. Ku swojemu zaskoczeniu naukowcy odkryli, że szlaki biochemiczne są zupełnie różne - grzyby Inocybe nie używają tych samych enzymów co Psilocybe, a reakcje chemiczne przebiegają w zupełnie odmienny sposób.
"Nie spodziewałem się, że te dwa szlaki biosyntezy psylocybiny nie będą miały żadnej wspólnej reakcji" - przyznał współautor badań, biochemik Dirk Hoffmeister z Uniwersytetu Fryderyka Schillera w Jenie, w rozmowie z magazynem Science.
Tajemnica, którą trudno wyjaśnić
Ewolucja konwergentna zwykle zachodzi wtedy, gdy różne organizmy muszą rozwiązać podobny problem ekologiczny. Ptaki, nietoperze i owady niezależnie wykształciły skrzydła, bo dawały im przewagę w zdobywaniu pożywienia i unikaniu drapieżników.
W przypadku grzybów sprawa jest jednak bardziej zagadkowa. Psilocybe rozkładają martwą materię organiczną (często także odchody), a Inocybe tworzą symbiotyczne relacje z drzewami. Oba gatunki funkcjonują więc w zupełnie odmiennych środowiskach. Dlaczego zatem oba zaczęły wytwarzać psylocybinę?
Jedna z teorii mówi, że substancja może pełnić funkcję środka ochronnego przed owadami. Dla grzybów, które nie mogą się ruszać, chemiczna obrona przed zjadaniem mogła być skutecznym sposobem przetrwania.
Nowe tropy dla biologów
Odkrycie niemieckich i austriackich badaczy nie tylko komplikuje obraz ewolucji psylocybiny, ale też otwiera nowe pola badawcze.
"Ponieważ grzyby Inocybe i Psilocybe prowadzą zupełnie różny tryb życia, nasze badania mogą pomóc ekologom w zrozumieniu, jakie czynniki selekcyjne doprowadziły do powstania jednego z najbardziej rozpoznawalnych naturalnych związków - i dlaczego pojawił się on niezależnie" - napisali autorzy pracy.
Dla naukowców to przypomnienie, że nawet dobrze znane substancje mogą mieć nieoczekiwane pochodzenie, a przyroda wciąż potrafi zaskakiwać.
