Grzyby potrafią regulować własną temperaturę
Niektórych niezwykłych odkryć dokonuje się przypadkiem. Tak było i tym razem. Podczas testów nowej kamery termowizyjnej naukowcy zauważyli, że grzyby są chłodniejsze od otoczenia nawet o kilka stopni Celsjusza. Badacze poznali mechanizm pozwalający im na zachowanie niższych temperatur i wykorzystali je do budowy... chłodziarki.
Grzyby to duże i zróżnicowane królestwo. Do 2020 opisano blisko 150 tys. ich gatunków, a mimo to uważa się, że 90 proc. grzybów pozostaje nieznanych. Są one obecne na całej planecie, we wszystkich strefach klimatycznych, na lądach oraz w wodzie, zarówno słodkiej, jak i słonej. Grzyby to zarówno smaczne borowiki, jak i maleńkie organizmy jednokomórkowe. Były obecne na Ziemi już blisko miliard lat temu. Tak przynajmniej twierdzą naukowcy, którzy znaleźli mikroskopijne skamieniałości zidentyfikowane jako pozostałości najstarszego znanego grzyba na Ziemi (więcej na ten temat w tekście: Odkryto skamieniałości najstarszego grzyba na Ziemi. Ma około miliarda lat).
W przeciwieństwie do zwierząt i roślin termoregulacja wśród grzybów jest stosunkowo mało poznana. Już wcześniej zauważono, że grzyby są chłodniejsze od otoczenia. W nowych badaniach uczeni potwierdzili te doniesienia. Zaobserwowali też, że społeczności drożdży i pleśni również mogą utrzymywać niższe temperatury niż ich otoczenie. Co więcej, badacze ustalili, że grzyby chłodzą się poprzez parowanie i wykorzystali ten mechanizm do budowy... chłodziarki.
Opis i rezultaty badań ukazały się na łamach pisma "Proceedings of the National Academy of Sciences" (DOI: 10.1073/pnas.2221996120).
Dalsza część artykułu pod materiałem wideo
Się klika #8
Grzyby chłodniejsze od otoczenia
Historia już nieraz pokazywała, że zbieg okoliczności może nieźle zamieszać w nauce. Podobnie było tym razem. Naukowcy otrzymali nową kamerę termowizyjną i poszli do lasu sprawdzić jej działanie. Szczęśliwym trafem w kadrze znalazły się również grzyby. Pozwoliło to na stwierdzenie, że z jakiegoś powodu ich temperatura jest niższa, niż ich otoczenia. Postanowili zatem zebrać ekipę biologów molekularnych, aby przyjrzeć się tej kwestii bliżej.
Należy podkreślić, że w przeciwieństwie do zwierząt czy nawet roślin, jak dotąd niewiele wiedzieliśmy o mechanizmach termoregulacyjnych u grzybów. Interesujący jest również fakt, że nie tylko grzyby, ale również drożdże, jak i nawet pleśń są w stanie utrzymywać niższą temperaturę, niż ich otoczenie.
Jaka jest jednak skala tego zjawiska? Otóż średnio grzyby utrzymywały temperaturę o około 2,9 stopnia Celsjusza niższą od otoczenia przy granicy błędu rzędu 1,4 st. C. Zdarzały się jednak gatunki grzybów, jak boczniak ostrygowaty (Pleurotus ostreatus), w przypadku których było to aż 5,9 st. C. Zdecydowanie więcej informacji o tym nietypowym zjawisku przyniosły naukowcom badania przeprowadzone w laboratorium, gdzie mieli oni kontrole zarówno nad temperaturą, jak i nad poziomem wilgotności powietrza. Okazało się, że u grzybów kontrola temperatury odbywa się poprzez parowanie (ewapotranspiracja). Grzybom znanym nam z lasów ułatwia to ich budowa – pod kapeluszem znajduje się system blaszek czy rurek, który zwiększa powierzchnię parowania. Ale drożdże i pleśń również korzystają z tego mechanizmu.
Chłodziarka z grzybów
Co ciekawe, w przypadku gdy mamy do czynienia z kolonią grzybów, okazuje się, że im bliżej jej centrum, tym temperatura jest niższa. Jeżeli zatem grzyby, a szczególnie ich kolonie są w stanie się schładzać, a grzyby stanowią około 2 proc. znajdującej się na Ziemi biomasy, to ich niezwykłe właściwości mogą przykładowo przyczyniać się do regulowania temperatury na danym obszarze. Przeprowadzono w tym kontekście nawet konkretne próby, w których posłużono się pieczarką dwuzarodnikową. Okazało się, że grzyby te były w stanie przyczynić się do obniżenia temperatury w zamkniętym środowisku.
Zbudowany na bazie pieczarek system chłodzenia składał się ze styropianowego pudełka i małego wentylatora. No i oczywiście pieczarek w ilości około pół kilograma. "Chłodziarka" ta potrafiła pasywnie zredukować temperaturę półzamkniętej komory o około 10 st. C. w ciągu 25 minut.
Zdolności grzybów mogą mieć potencjalne znaczenie w kontekście postępujących zmian klimatycznych. Można bowiem spróbować stwierdzić, w jaki sposób grzyby się do nich przystosują i czy będą w stanie pomóc w tym roślinom, a nawet zwierzętom?
W kontekście zagadnienia termoregulacji grzybów jak dotąd nie udało się znaleźć odpowiedzi na jedno dość istotne pytanie: dlaczego w ogóle schładzają się one poniżej temperatury otoczenia? Sama ewapotranspiracja wiązana była m.in. z wytwarzaniem przepływu powietrza, który umożliwiałby łatwiejsze rozproszenie zarodników, jednakże wydaje się, że wciąż nie wszystko w tej kwestii wiemy.
