HUN-REN Szegedi Biológiai Kutatóközpont 
2025. okt. 6. | Hírek
Az HUN-REN SZBK kutatói és partnereik újrakalibrálták a gombák törzsfáját figyelembe véve az élőlények közötti gén cseréket, ezzel feltárva egy, az első szárazföldi növényeket megelőző, mély múltra visszatekintő történelmet.
A legtöbb élőlény csoport esetében a fosszilis leletek geológiai naptárként szolgálnak, feltárva az egyes csoportok a földtörténeti korát. Van azonban egy figyelemre méltó kivétel e kövületeken alapuló idővonal alól: a gombák. A gombák országa régóta rejtély a paleontológusok számára. Jellemzően puha, fonalas struktúráik ritkán kövesednek (fosszilizálódnak) meg jól. Ezen a ponton tesz döntő fontosságú hozzájárulást a HUN-REN Szegedi Biológiai Kutatóközpont és az Okinawai Tudományos és Technológiai Intézet (OIST) kutatóinak és együttműködő partnereinek új tanulmánya.
A genetikai óra leolvasása
A gombák fosszilis leletanyagában lévő hiányosságok áthidalására a tudósok a „molekuláris órát” használják. Az óra beállításához - hogy az években kifejezhető időt mutasson - a tudósoknak a fosszilis leletekből származó „horgonypontokkal” kell kalibrálniuk azt. A gombakövületek ritkasága miatt ez mindig is komoly kihívást jelentett. A kutatók ezt egy újszerű információforrás bevonásával oldották meg: a különböző élőlénycsoportok közötti gén „cserékkel”, egy olyan folyamattal, amelyet horizontális géntranszfernek (HGT) neveznek. Az eljárást először Szöllősi Gergely és csapata dolgozta ki. Míg a gének általában „vertikálisan”, szülőről gyermekre öröklődnek, a HGT olyan, mintha egy gén „oldalirányban” ugrana át egyik fajból a másikba. Ezek az események erőteljes időbeli nyomokat szolgáltatnak. Ha egy gén az A vonalból átugrott a B vonalba, az egyértelmű szabályt állít fel: az A vonal közös ősének idősebbnek kell lennie annál az időpontnál, amikor az adott gén megjelent a B vonalban. A gombák törzsfáján 17 ilyen átadás azonosításával egy sor „idősebb, mint/fiatalabb, mint” kapcsolatot állapított meg a csapat, amelyek segítettek pontosítani és leszűkíteni a gombák idővonalát.
Egy ősi birodalom új történelme
Ezt az úttörő kutatást a HUN-REN hálózat két vezető magyar kutatócsoportja és a japán Okinawai Tudományos és Technológiai Intézet (OIST) közötti szoros együttműködés tette lehetővé. A tanulmány első szerzői Szánthó L. Lénárd, a HUN-REN Ökológiai Kutatóközpont munkatársa, és Merényi Zsolt, a HUN-REN Szegedi Biológiai Kutatóközpont munkatársa voltak. Merényi Zsolt Nagy G. László csoportjának tagja, amely a gombák evolúciós genomikájával és a többsejtűség evolúciójával kapcsolatos munkáiról híres. Ez a magyar szakértelem ötvöződött az OIST Modelleken Alapuló Evolúciós Genomikai Egységének élvonalbeli számítógépes módszereivel, amelyet Szöllősi J. Gergely (szintén a HUN-REN tagja) vezet és Dr. Eduard Ocaña-Pallarès társvezet.
A kutatók egy egyszerű, de nagy horderejű kérdést tettek fel: mikor kezdtek el a mai gombák diverzifikálódni? A kövületek, valamint a ritka horizontális géntranszferekből származó relatív korinformációk, továbbá a pektinbontó enzimcsaládok gomba genomokban valo dúsulásának idejét figyelembe véve, elemzésük arra a következtetésre jutott, hogy a ma élő gombák közös őse nagyjából 1,4–0,9 milliárd évvel ezelőtt már létezett – jóval a szárazföldi növények megjelenése előtt. Ez az időzítés és a pektin bontó géncsaládok expanziója alátámasztja a gombák és algák közötti kölcsönhatások hosszú előjátékát, amely segített előkészíteni a terepet a szárazföldi élet számára.
Miért fontos ez a felfedezés?
A gombák működtetik az ökoszisztémákat – újrahasznosítják a tápanyagokat, partnerségre lépnek más élőlényekkel és néha betegségeket okoznak. Idővonaluk pontosítása megmutatja, hogy a gombák már jóval a növények előtt diverzifikálódtak, valószínűleg segítettek előkészíteni az utat a szárazföldi ökoszisztémák számára.
Ez a felülvizsgált idővonal alapvetően újraértelmezi a szárazföld meghódításának történetét. Azt sugallja, hogy több százmillió évvel az első valódi növények meggyökerezése előtt a gombák már jelen voltak, valószínűleg mikrobiális közösségekben. Ez a hosszú előkészítő szakasz elengedhetetlen lehetett a Föld kontinenseinek lakhatóvá tételéhez. Ezek az ősi gombák - baktérium-közösségekkel együtt - lehettek az első igazi ökoszisztéma-mérnökök, létrehozva az első kezdetleges talajokat és alapvetően megváltoztatva a szárazföldi környezetet. Ebben az új nézetben a növények nem egy kopár pusztaságot hódítottak meg, hanem egy olyan világot, amelyet évmilliókon át a mikroszervezetek, köztük gombák ősi és kitartó tevékenysége alakított.
A publikáció adatai
Cím: A timetree of Fungi dated with fossils and horizontal gene transfers
Folyóirat: Nature Ecology & Evolution
Szerzők: Lénárd L. Szánthó, Zsolt Merényi, Philip Donoghue, Toni Gabaldón, László G. Nagy, Gergely J. Szöllősi, and Eduard Ocaña-Pallarès
DOI link: 10.1038/s41559-025-02851-z
A HUN-REN Ökológiai Kutatóközpont cikke: https://ecolres.hun-ren.hu/a-gombak-tobb-szazmillio-evvel-a-korabban-gondoltnal-elobb-keszitettek-elo-a-terepet-a-szarazfoldi-elet-szamara/