– Enten kan de ikke, eller så vil de ikke krysse seg med hverandre, sier forsker Dabao Sun Lu.
Han er ekspert på skogsopp og forsker på hvordan nye arter oppstår og utvikler seg. Nå har han sett nærmere på den relativt vanlige soppen fiolkjuke (Trichaptum abietinum), og hvordan den oppfører seg når den møter mer eller mindre fjerne slektninger. Kjuker er vidt utbredt og spiller en viktig rolle i skogens økosystem.
– Kjuker er nedbrytersopper. Ingen er så effektive som dem til å bryte ned dødt trevirke i skogen. Samtidig vet vi lite om hvordan evolusjonen foregår blant disse soppene, forteller Lu.
Når hyfer møtes
Om du ser en kjuke på en trestamme, er det bare overflaten av sopporganismen du ser. Inne i treet har soppen levd i lang tid i form av lange tynne tråder, hyfer, som ofte regnes som soppens egentlige «kropp». Når sopper møtes, skjer det ved at en slik hyfe kommer i nærheten av en annen hyfe. Det er i slike møter at sopper kan parre seg med hverandre.
– De har et finurlig system for å formere seg, basert på molekylær gjenkjenning. Vi vet også at mange sopper bruker feromoner for å kommunisere, sier Lu.
Man antar at det i dag finnes et sted mellom 1,5 og 7 millioner ulike sopparter i verden. Mange av dem er så like at de er vanskelige å skille fra hverandre. Så hva skjer hvis to tilsynelatende like sopper med ulik genetikk møtes på denne måten inne i treet?
Mange av disse soppene ser prikk like ut. De er såkalte kryptiske arter. Historisk har de ofte blitt regnet som en og samme art, noe som også er tilfelle med fiolkjuker, sier Lu.
Gjennom tidens gang har mange soppsamfunn blitt geografisk adskilt, f.eks gjennom istidene som har kommet og gått. Sopper fra samme art har fortsatt å utvikle seg på hvert sitt sted, spesialiserte for akkurat sitt leveområde, og slik blitt mer og mer genetisk forskjellige.
Nå tyder forskning på at det ikke bare er den geografiske adskillelsen som sørger for at populasjonene over tid blir genetisk ulike. De kan også utvikle mekanismer som hindrer dem i å blande gener med hverandre, om de skulle møtes igjen. Slik forsterkes forskjellene som til slutt vil gjøre dem til ulike arter.
– Beslektede arter, eller undergrupper av samme art, vil i mange tilfeller kunne parre seg med hverandre. Da vil avkommet kalles hybrider, forklarer Lu.
Seleksjon mot hybrider
Om hybridene skulle gjøre det dårlig i livet og ha problemer med å formere seg, vil det bety at parringen har vært en dårlig investering for foreldrene. Slik kan det ha utviklet seg mekanismer eller barrierer som hjelper individer til å unngå å parre seg med hverandre.
– Dette ser vi mange steder i naturen. Fugler kan for eksempel ha en spesiell fjærdrakt eller sang som hjelper dem til å kjenne igjen sine egne, sier Lu.
Hos beslektede sopper – eller andre typer organismer - som lever side om side, kan seleksjon mot hybrider føre til at de utvikler barrierer som hindrer dem i det hele tatt å prøve å parre seg med hverandre. Dette kalles «reinforcement» - altså en ytterligere forsterkning av disse barrierene.
– Det er en populær teori, som har fått mye kritikk. Men vi ser ofte tilfeller der nært beslektede arter som forekommer sammen, har en tendens til å unngå å få hybrider. Vi har ikke helt skjønt hvordan soppene gjør dette, men vi vet blant annet fra Nord-Amerika at der hvor flere slektslinjer opptrer sammen, vil de ikke parre seg med hverandre.
For å studere dette nærmere har Lu samlet inn fiolkjuker fra flere verdensdeler.
– Første steget var å bruke DNA-sekvensering for å få et helhetlig bilde av mangfoldet i denne soppgruppen. Samtidig har vi laget soppkulturer i laboratoriet, for å kunne prøve å parre dem med hverandre og for å kunne kartlegge genene deres.
For å se hvor godt hybridene klarte seg, lot forskerne dem innta en vedkloss for å se hvor effektivt de klarte å bryte ned veden.
- Det kan være en indikasjon på at tilfeldige endringer eller ulike tilpasninger akkumulerer over tid. Det kan tenkes på som to språk som skiller lag, f.eks norsk og islandsk. De blir mer forskjellig over tid, og det blir vanskeligere og vanskeligere å skjønne hverandre, sier Dabao Sun Lu.
– Det vi så var at hybrider fra foreldre som var fjernt beslektede, klarte seg dårligere. Det passer til teorien om at tilfeldige endringer eller ulike tilpasninger som akkumuleres over tid gjør det vanskelig å føre slektslinjene sammen igjen.
Selve evnen til å parre seg ser også ut til å bli dårligere blant mindre beslektede grupper av fiolkjuke, selv om denne trenden ikke var like sterk som sammenhengen mellom slektskap og hybridenes kvalitet.
– Dette er trolig et resultat av reinforcement, der parringsevnen kan ha blitt svakere mellom grupper som forekommer sammen, nettopp for å unngå at de hybridiserer.
Viktig kunnskap for forvaltningen
Teorien er at dårlige hybrider fører til en selektering mot parring mellom slike grupper som lever i samme område.
– Altså er det ikke bare genetisk distanse som avgjør parringsevne, men også hvorvidt disse gruppene forekommer sammen og har hatt et seleksjonspress for å frembringe dårligere parringsevne over tid, sier Lu.
Neste trinn i studien var å se på selve genene til soppen. Vil det være mulig å finne akkurat de genene som hindrer dem i å prøve å parre seg?
– Dette er ikke enkelt, det er egentlig som å finne nåla i høystakken. Men vi har funnet noen assosiasjoner som vi må teste ut. Dette er gener assosiert med selvgjenkjennelse og kontrollert celledød. En mekanisme som ligner litt på et slags immunforsvar, som hindrer sopphyfene i å komme i kontakt med hverandre, sier Lu.
Han mener studien viser hvordan økologisk viktige soppgrupper som fiolkjuke kan ha en ukjent diversitet.
– Kan hende har vi grupper som er mindre vanlige, som har spesielle tilpasninger og som kan være ekstra verdifulle å ta vare på. Dette er viktig kunnskap når man skal forvalte naturen, særlig nå som klimaet endrer seg og soppene kanskje endrer utbredelse. Det kan lønne seg å vite hva som skjer om arter som har vært adskilt over tid, møtes igjen. Kanskje vil en art ta over habitatet, kanskje smelter de sammen og blir en ny art, eller kanskje de rett og slett vil gjøre sitt beste for å unngå hverandre, sier Lu.
Vitenskapelig artikkel:
Dabao m.fl: Reticulate evolution and rapid development of reproductive barriers upon secondary contact in a forest fungus Current Biology, oktober 24.
