For mindre end 500 år siden smeltede sporer fra to forskellige svampearter sammen og dannede en helt ny art. Svampen går i dag under navnet S1 og inficerer vildtvoksende græsser i en større region i Iran.
Nyt dansk studie har kortlagt hele genomet for fem forskellige individer af S1 og fundet frem til svampeartens overraskende unge alder.
Det nye forskningsresultat er publiceret i det velansete videnskabelige tidsskrift PNAS.
Svarer til intimt møde mellem menneske og abe
Svampehybrider som S1 kan blive en trussel mod landbruget og naturen, da hybriderne blander de genetiske kort fra forskellige forældre-arter og samler de stærkeste egenskaber i den nye art. Det giver dem bedre overlevelsesmuligheder og muligheden for at leve på og af en ny værtsart.
Det vurderer en af forskerne bag den nye opdagelse.
»Vi har fået en ny forståelse af, hvordan nye svampearter kan blive dannet. S1's opståen svarer til, at der opstod en ny art fra et intimt møde mellem en orangutang og et menneske. Ved hybridisering får evolutionen en masse nyt genetisk materiale at arbejde med. Det gør det muligt for svampene at lave store evolutionære spring, som kan true landbruget,« fortæller professor Mikkel Heide Schierup fra Aarhus Universitets Center for Bioinformatik.
Mikkel Schierup har sammen med forskningsleder ved Max Planck Instituttet for Mikrobiologi i Marburg Eva H. Stukenbrock kortlagt hele den genetiske kode for svampen S1.
Hybridens genom sladrer om fortiden
\ Fakta
En hybrid er en ny art, der er opstået, efter to arter har fået afkom sammen. Eksempler på hybrider i dyreverden: Liger – krydsning mellem en løve og en tiger Dræberbier – krydsning mellem europæisk honningbi og afrikansk bi Muldyr – krydsning mellem en hest og et æsel
I deres undersøgelser sammenlignede forskerne genomerne for fem individer af S1. Her så de, at svampene kun har meget lille grad af variation flere steder i genomet.
Det fortæller forskerne, at de havde at gøre med en forholdsvis ny art. Mikkel Schierup forklarer:
»Normalt opstår der små variationer (forskelle, red.) i genomet over tid. Derfor har individer variation i deres genetiske kode, selv om de er fra samme art. I S1 så vi, at nogle dele af genomet overhovedet ikke havde genetisk variation, mens andre dele var vidt forskellige,« siger han.
Årsagen er, at det kun er to enkelte individer fra hver deres art, der er stamforældre til hele den nye art. Derfor har alle individerne i arten enten den genetiske information fra den ene af forældrene eller den anden.
Det gør dem enten helt ens i den genetiske opbygning eller helt forskellige. Det afgørende er, om området i genomet stammer fra den samme forfader-art imellem to individer eller fra hver deres forfader-art.
»På den måde bliver svampens genom en mosaik af genetisk information fra de to forældre-individer,« siger Mikkel Schierup.
Ved at kigge på antallet af variationer i genomerne mellem de fem individer af S1 kunne forskerne fastslå, at arten var opstået for mindre end 500 generationer siden, hvilket er i omegnen af 500 år.
Svampehybrider kan true landbruget
S1's opståen svarer til, at der opstod en ny art fra et intimt møde mellem en orangutang og et menneske
Mikkel Heide Schierup
De nye forskningsresultater er de første nogensinde, der har fundet frem til en hybrid udelukkende ved at studere en arts genetiske materiale.
Man har kendskab til andre hybrider inden for planteriget, men de er ikke studeret med samme deltaljeringsgrad.
Selvom S1 er opstået ved en tilfældighed, så er den efterfølgende udvikling af svampen dog ikke tilfældig. Det kan forskerne også se i det genetiske materiale.
»Vi kan se, at S1's udvikling siden hybridiseringen ikke er foregået fuldstændigt tilfældigt. Nogle træk i den nye art har været dårlige, mens andre har været gode. Evolutionen har udvalgt de egenskaber fra hver moder-art, der har gjort S1 bedst tilpasset til at eksistere som sin egen art. Det har den haft mulighed for, da der har været flere træk at vælge imellem,« forklarer Mikkel Schierup.
Mikkel Schierup vurderer, at hybridisering må ske relativt ofte for svampe og kan få betydning for landbruget i fremtiden.
»Svampes evne til at hybridisere og danne nye arter bør indregnes, når vi i fremtiden prøver at kontrollere de trusler, landbruget står over for,« siger han.
Eva H. Stukenbrock og Mikkel Schierup fortsætter samarbejdet omkring S1 ved at kortlægge genomet for yderligere 50 individer. Derved håber de på at få et helt præcis billede af artens udvikling fra for 500 år siden til i dag.
\ Den undersøgte hybrid S1 er den nærmeste slægtning til svampen septoria, der forårsager sygdommen gråplet, som i Danmark bliver regnet for en af de mest betydningsfulde sygdomme på hvede.
Septoria er en smitsom svamp, der angriber hvede-afgrøder og er skyld i et globalt økonomisk tab på flere milliarder kroner som følge af fejlslåen hvedehøst. Sygdommen gråplet bliver på den front kun overgået af hvedes gulrust.
Gråplet opstod i Mellemøsten i forbindelse med, at landbruget og hvededyrkning så sin første spæde begyndelse for 10.000 år siden. Siden da har hveden udviklet sig, og gråplet har sideløbende forædlet sin smitte af kornsorten.
Forskerne bag det genetiske studie af S1 ville oprindeligt undersøge, hvordan en svampesygdomme som gråplet opstår. I dette arbejde undersøgte de Septorias slægtninge herunder S1, som inficerer vildtvoksende græsser i stedet for hveden.
Studiet af gråplet-svampens slægtninge havde til formål at blotte hvedesygdommens potentiale for at opretholde og udvikle truslen mod verdens hvedeproduktion. Det kastede dog det noget overraskende og særdeles opsigtsvækkende resultat af sig, som kan bruges til at forstå mere om evolutionen inden for svampearter generelt.
