环境小变化或致进化大改变，真菌中发现进化“临界点”

环境小变化或致进化大改变，真菌中发现进化“临界点”

引用

科学网

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https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/3/519969.shtm

科学家在真菌的进化中发现了一个“临界点”，该临界点会抑制真菌生长并塑造其形状。相关论文发表在《细胞报告》杂志上，研究结果表明，环境因素的微小变化可导致进化结果的巨大变化。

菌丝的适应性景观表明，自然形状受到临界点的限制。
图源：马克西姆·奥海尔韦

真菌是自然界伟大的转化者。它们在森林地面上等待，以倒下的树木和秋天的树叶为食，将这些植物必需的营养物质释放回地球。真菌也有地下根，称为菌丝体。菌丝体由数千根相互连接的微小指状细胞（称为菌丝）组成，这些细胞生长成巨大的网络。

菌丝体
图源：马克西姆·奥海尔韦

菌丝的形状各不相同。为了解菌丝形状不同的原因，研究团队首先采用基于物理的膨胀尖端生长模型，来确定菌丝的所有可能形状。接着检查了不同形状菌丝的生长速度，以创建菌丝的适应性景观。适应性景观就像一张可视化的有机体进化地形图，一个物种只有在新的突变降低其适应度时（即处于适应度峰值时），才会在进化上停止“来回地试探”。

团队发现，菌丝的适应景观包含一个“悬崖或临界点”，这成为进化的障碍，强烈限制了菌丝的形状。因此，他们预测形状接近临界点边缘的菌丝，特别容易受到小的环境、化学或遗传变化的影响。

测试显示，其中一种化学物质可降低菌丝内压力，另一种来自海绵的化学物质可遏制菌丝将细胞成分输送到细胞尖端的能力。两种处理方法都产生了同样显著的效果：菌丝伸长得更慢，并且形成了自然界中未发现的奇怪的小块形状。

研究人员认为，测试结果对于理解许多生态和进化系统具有重要意义。这一发现还可通过识别与进化临界点相关的生长脆弱性，帮助开发针对致病真菌的新型抗菌药物。