Dlaczego grzyby są bliżej zwierząt niż roślin?
Na pierwszy rzut oka grzyby wydają się oczywistymi „kuzynami” roślin. Nie poruszają się, często rosną w ziemi, mają ściany komórkowe i przez wiele lat były klasyfikowane razem z roślinami.
Dzisiaj wiemy jednak, że to bardzo mylące podobieństwo.
Grzyby są ewolucyjnie bliżej spokrewnione ze zwierzętami niż z roślinami. Wynika to nie z jednego podobieństwa, ale z wielu danych molekularnych i genetycznych, które pokazują wspólną historię obu grup.
Co dokładnie łączy grzyby ze zwierzętami?
1. Grzyby i zwierzęta mają wspólnego przodka
Najważniejsza odpowiedź kryje się w ewolucji.
Grzyby i zwierzęta należą do dużej grupy organizmów eukariotycznych nazywanej Opisthokonta. W jej obrębie znajdują się między innymi dwie główne linie: Holomycota, obejmująca grzyby i ich bliskich jednokomórkowych krewnych, oraz Holozoa, obejmująca zwierzęta i ich jednokomórkowych krewnych.
Oznacza to, że grzyby i zwierzęta mają wspólnego ewolucyjnego przodka, którego nie mają w tej samej relacji z roślinami.
To trochę jak drzewo genealogiczne.
Rośliny znajdują się na innej dużej gałęzi drzewa życia, natomiast linie prowadzące do współczesnych grzybów i zwierząt należą do wspólnej większej grupy.
Nie oznacza to oczywiście, że grzyby „pochodzą od zwierząt” albo że zwierzęta pochodzą od grzybów.
Obie grupy wyewoluowały niezależnie od wspólnego, znacznie starszego przodka.
2. To nie wygląd zdradza pokrewieństwo, lecz geny
Tutaj dochodzimy do jednej z najciekawszych rzeczy w biologii.
Gdybyśmy mieli klasyfikować organizmy wyłącznie na podstawie wyglądu, grzyby prawdopodobnie nadal umieszczalibyśmy bardzo blisko roślin.
Molekularna biologia pokazała jednak, że wygląd może być mylący.
Naukowcy porównują między innymi sekwencje genów i białek występujących u różnych organizmów. Analizy wielu takich cząsteczek wykazały wspólną historię ewolucyjną zwierząt i grzybów, odmienną od historii roślin.
Późniejsze badania genomów przedstawicieli Opisthokonta jeszcze dokładniej pokazały, jak linie prowadzące do współczesnych zwierząt i grzybów rozdzielały się i ewoluowały w różnych kierunkach.
Dlatego współczesna klasyfikacja nie opiera się wyłącznie na tym, jak organizm wygląda, ale przede wszystkim na jego historii ewolucyjnej.
3. Grzyby i zwierzęta nie przeprowadzają fotosyntezy
To jedna z najbardziej widocznych różnic między nimi a roślinami.
Rośliny są w dużej mierze fotoautotroficzne — wykorzystują energię światła do produkcji związków organicznych z dwutlenku węgla i wody.
Grzyby tego nie robią.
Nie mają chloroplastów i nie przeprowadzają fotosyntezy. Są heterotrofami, czyli muszą pozyskiwać związki organiczne z otoczenia. Zwierzęta również są heterotrofami.
Ale sposób zdobywania pokarmu jest zupełnie inny.
Zwierzę pobiera pokarm do organizmu, a następnie go trawi.
Grzyb działa odwrotnie.
Wydziela do otoczenia enzymy, które rozkładają większe cząsteczki na mniejsze związki. Następnie grzybnia może je wchłonąć.
Można więc powiedzieć:
zwierzę najpierw pobiera pokarm, a potem go trawi,
grzyb najpierw trawi pokarm poza organizmem, a następnie go wchłania.
To jeden z powodów, dla których sposób odżywiania grzybów jest biologicznie znacznie bliższy zwierzętom niż roślinom — choć oczywiście nie jest taki sam.
4. Grzyby magazynują energię w postaci glikogenu
To jeden z najbardziej charakterystycznych przykładów podobieństwa biochemicznego.
Kiedy organizm nie wykorzystuje od razu wszystkich dostępnych węglowodanów, może przechowywać ich zapas.
Rośliny robią to przede wszystkim w postaci skrobi.
Zwierzęta magazynują węglowodany głównie jako glikogen.
Grzyby również wykorzystują glikogen jako polisacharyd zapasowy.
To niewielki szczegół, ale bardzo ciekawy z punktu widzenia biologii.
Organizm, który na pierwszy rzut oka wygląda jak roślina, pod względem sposobu magazynowania energii ma więcej wspólnego ze zwierzętami.
5. Ściana komórkowa grzybów zawiera chitynę
Tutaj pojawia się jeden z najbardziej znanych przykładów.
Komórki roślin mają ściany komórkowe zbudowane przede wszystkim z celulozy.
U grzybów ważnym składnikiem ściany komórkowej jest natomiast chityna.
I właśnie chityna kojarzy się nam również ze zwierzętami.
Występuje między innymi w zewnętrznym szkielecie stawonogów, takich jak owady, pająki czy skorupiaki.
Nie oznacza to jednak, że ściana komórkowa grzyba i pancerz owada są tym samym.
To dwie bardzo różne struktury, pełniące inne funkcje.
Podobieństwo polega na obecności tego samego rodzaju polisacharydu — chityny.
Co ciekawe, badania ewolucyjne sugerują, że przodkowie Opisthokonta mieli już rozbudowany zestaw genów związanych z syntezą chityny, a późniejsze linie zachowywały i modyfikowały te możliwości na różne sposoby.
6. Błony komórkowe grzybów i zwierząt mają podobne rozwiązania
Kolejne podobieństwo jest mniej widoczne, ponieważ zachodzi na poziomie komórkowym.
Błony komórkowe zarówno grzybów, jak i zwierząt wykorzystują sterole, czyli lipidy pomagające regulować właściwości błony.
U zwierząt głównym sterolem jest cholesterol.
U wielu grzybów charakterystycznym sterolem jest ergosterol.
Nie są to identyczne cząsteczki.
Pełnią jednak podobne funkcje związane z organizacją i właściwościami błony komórkowej.
Co więcej, szlaki prowadzące do syntezy steroli u zwierząt i grzybów mają wspólne elementy biochemiczne, choć później rozchodzą się w różnych kierunkach.
To kolejny przykład tego, że podobieństwo między tymi grupami jest widoczne nie tylko na poziomie całych organizmów, ale również wewnątrz ich komórek.
7. Najważniejsze podobieństwo jest ukryte głębiej niż wygląd
Można teraz zebrać te informacje w całość.
Grzyby:
- nie przeprowadzają fotosyntezy,
- są heterotroficzne,
- wykorzystują glikogen jako materiał zapasowy,
- mają chitynę w ścianie komórkowej,
- mają charakterystyczne dla swojej linii sterole,
- a przede wszystkim należą razem ze zwierzętami do supergrupy Opisthokonta.
Jednocześnie grzyby nie są zwierzętami.
Mają własną, niezależną historię ewolucyjną, własną budowę, sposób odżywiania i charakterystyczną organizację ciała.
To właśnie dlatego najlepszym określeniem jest pokrewieństwo, a nie „podobieństwo”.
Grzyby nie są „zwierzętami w przebraniu”
To ważne rozróżnienie.
Zdanie:
„Grzyby są bliżej zwierząt niż roślin”
nie oznacza:
„Grzyby są podobne do zwierząt pod każdym względem”.
Wręcz przeciwnie.
Grzyby i zwierzęta bardzo mocno różnią się budową i stylem życia.
Zwierzęta wykształciły między innymi wyspecjalizowane tkanki, układy narządów i aktywny sposób pobierania pokarmu.
Grzyby rozwinęły natomiast zupełnie inną strategię — między innymi ogromną powierzchnię grzybni, wzrost za pomocą strzępek i pobieranie składników odżywczych po ich rozkładzie poza komórkami.
Obie linie ewolucyjne poszły więc bardzo różnymi drogami.
I właśnie to jest w tym wszystkim najbardziej fascynujące.
Dlaczego więc grzyby wyglądają jak rośliny?
Jeżeli grzyby są bliżej zwierząt, dlaczego przez tak długi czas uważano je za rośliny?
Powód jest prosty: podobny wygląd nie zawsze oznacza wspólne pochodzenie.
Grzyby i rośliny mają kilka cech, które z zewnątrz mogą wydawać się bardzo podobne.
Obie grupy:
- zwykle nie przemieszczają się aktywnie z miejsca na miejsce,
- mogą rosnąć przez długi czas,
- tworzą rozbudowane struktury,
- mają ściany komórkowe,
- mogą żyć jako organizmy wielokomórkowe.
Tyle że te podobieństwa nie oznaczają, że grzyby są rodzajem roślin.
Ich wspólna historia jest znacznie bardziej odległa.
W wielu przypadkach podobne cechy mogły powstać niezależnie w różnych liniach ewolucyjnych albo zostały zachowane z bardzo dawnych etapów ewolucji.
Najciekawsze jest to, czego nie widać gołym okiem
Patrząc na las, możemy mieć wrażenie, że grzyb należy do tego samego świata co drzewa, paprocie i trawy.
Ale kiedy zejdziemy poziom niżej — do komórki, genów i historii ewolucyjnej — obraz zaczyna wyglądać zupełnie inaczej.
Grzyby nie są roślinami.
Nie są też zwierzętami.
Stanowią odrębną linię ewolucyjną, która razem ze zwierzętami należy do większej grupy Opisthokonta.
A ich podobieństwa do zwierząt — takie jak heterotroficzny sposób odżywiania, magazynowanie glikogenu czy obecność chityny — są fascynującymi śladami wspólnej historii ewolucyjnej.
Być może więc następnym razem, gdy zobaczysz grzyba wyrastającego obok drzewa, warto spojrzeć na niego trochę inaczej.
Bo choć wygląda jak mieszkaniec świata roślin, jego ewolucyjna historia prowadzi inną drogą.
FAQ
Czy grzyby są bardziej podobne do zwierząt czy roślin?
Pod względem ewolucyjnym grzyby są bliżej spokrewnione ze zwierzętami niż z roślinami. Obie grupy należą do supergrupy Opisthokonta.
Co łączy grzyby i zwierzęta?
Między innymi heterotroficzny sposób odżywiania, magazynowanie węglowodanów w postaci glikogenu oraz pewne podobieństwa na poziomie budowy komórkowej i metabolizmu.
Czy grzyby mają chitynę?
Tak. Chityna jest ważnym składnikiem ściany komórkowej grzybów. Występuje również w zewnętrznym szkielecie wielu stawonogów.
Czy grzyby pochodzą od zwierząt?
Nie. Grzyby i zwierzęta mają wspólnego, bardzo dawnego przodka, ale obie grupy ewoluowały niezależnie od momentu rozdzielenia się ich linii.
Dlaczego grzyby nie są roślinami?
Między innymi dlatego, że nie przeprowadzają fotosyntezy, są heterotroficzne, mają inną budowę ściany komórkowej i należą do innej linii ewolucyjnej niż rośliny.
Czy wszystkie grzyby są wielokomórkowe?
Nie. Wśród grzybów występują zarówno organizmy wielokomórkowe, jak i jednokomórkowe, takie jak drożdże. Złożona wielokomórkowość nie jest prostą cechą wspólną całego królestwa grzybów.
Co oznacza Opisthokonta?
Opisthokonta to duża grupa eukariotów obejmująca między innymi zwierzęta, grzyby oraz ich jednokomórkowych krewnych.
Chcesz poznać grzyby jeszcze bliżej?
Zajrzyj do Centrum Wiedzy Growkit Poland i odkrywaj świat grzybów — od budowy grzybni i strzępek po zarodniki, ewolucję i fascynującą różnorodność tych organizmów.
