平菇是世界各地美食的特色食材,但饥饿的蠕虫不应该出现在菜单上——因为这些美味的真菌会杀死并肆意吞噬它们。现在研究人员终于知道它们是如何做到的了。
一项发表在《科学进展》上的研究详细介绍了平菇如何使用一种特殊的毒素来麻痹和击倒以真菌为食的线虫,称为线虫。这些真菌生长在营养贫乏的腐烂木材上,然后消耗富含氮的蠕虫。
“线虫恰好是这些真菌遇到的最丰富的动物,所以我认为从进化角度来看,这种跨界捕食互动非常有趣,”该研究的资深作者、台湾中研院分子生物学家许 Yen-Ping Hsueh 说。
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这个由遗传学家、分子生物学家、生物化学家和真菌生物学家组成的研究团队此前发现,平菇分泌一种不明毒素,这种毒素会在几分钟内麻痹蠕虫,并导致钙流入它们的细胞,从而杀死它们。这种机制与其他肉食性真菌使用的机制不同,可能是平菇独有的。
为了他们的新工作,研究人员培养和分析了真菌组织的样本,即使他们将其分解,也没有发现明显的毒素。他们推断,杀死蠕虫的东西一定是一种挥发性化合物,会在受到扰动时蒸发。当他们再次破坏平菇组织,然后用气相色谱-质谱法分析附近的空气时,他们最终发现了 3-辛酮——一种神经毒气,结果证明它被封装在蘑菇表面微小的棒棒糖状结构中。当线虫接触蘑菇时,这些结构会释放出气体,破坏蠕虫的细胞膜,导致麻痹和死亡。然后蠕虫通过菌丝体(蘑菇的线状喂养网络)被消化。
在这项工作之前,“我们并没有真正意识到野外有多少真菌在防御线虫,甚至将线虫作为食物,”英国诺威奇塞恩斯伯里实验室的遗传学家尼克·塔尔博特说,他研究真菌如何危害植物,但没有参与这项新研究。这项研究证明了“一种非常新颖的方法”,他补充道。“这些生物体真的很难研究,而许博士正在表明,你可以用它们做一些非常出色的工作。”