Hubiak pospolity wygląda jak zgrubienie kory. Szary i twardy owocnik wyrasta z pnia i nie przemieszcza się jak zwierzę. Przez stulecia takie cechy wystarczały, żeby odesłać grzyby do jednej szuflady z roślinami. Dziś wiemy, że to pomyłka: grzyb z tego pnia jest bliżej spokrewniony z tobą niż z brzozą, na której siedzi.[1]
To nie gra słów. Wspólny przodek grzybów i zwierząt żył później niż wspólny przodek grzybów i roślin. Inaczej mówiąc: kiedy linia roślin odłączała się od gałęzi, z której wyrosły grzyby, zwierzęta i grzyby były jeszcze jedną linią. Rozdzieliły się dopiero potem.
Skąd wzięło się nieporozumienie
Karol Linneusz dzielił świat żywy na dwa królestwa: rośliny i zwierzęta. Grzyby umieszczano wówczas wśród roślin. Podobieństwo wydawało się przekonujące: Siedzi w ziemi, ma sztywną ścianę komórkową, rośnie powoli i nie ucieka. W znanym podziale na pięć królestw z 1969 roku Robert Whittaker wyodrębnił grzyby, między innymi dlatego, że odżywiają się inaczej niż rośliny: wydzielają enzymy na zewnątrz i wchłaniają to, co rozłożą, zamiast produkować cukier w chloroplastach.[1]
Ta różnica była jednak argumentem ekologicznym, nie rodowodowym. Mówiła, jak grzyb funkcjonuje, a nie z kim jest spokrewniony. Do drugiego potrzeba było czegoś, czego Linneusz nie miał: sposobu na porównanie dziedzicznego zapisu różnych organizmów.
Drzewo, które nie jest drabiną
Pokrewieństwo ewolucyjne czyta się z kolejności rozgałęzień. Każde rozwidlenie na drzewie życia to jeden wspólny przodek, a dwa organizmy są tym bliżej spokrewnione, im później ich linie się rozeszły. Nie chodzi o to, jak bardzo są do siebie podobne, tylko o to, gdzie znajduje się ostatni wspólny punkt na ich drodze.
To rozróżnienie łatwo zgubić, bo podobieństwo kusi. Dwie osoby mogą mieć ten sam kolor włosów i ten sam zawód, a nie być bliskimi krewnymi. Kolor włosów jest cechą, a drzewo rodzinne jest historią. Grzyb i stokrotka stoją w jednym miejscu i oba mają sztywne ściany komórek, ale miejsce, w którym spotykają się ich linie, jest znacznie starsze niż miejsce, w którym linia grzyba spotyka się z naszą.
Dowód z białek, nie z wyglądu
Mocnych argumentów dostarczyły porównania sekwencji białek, a nie wyglądu organizmów. W 1993 roku dwaj badacze porównali fragmenty 25 białek u roślin, zwierząt, grzybów i rozmaitych organizmów jednokomórkowych. Zamiast pojedynczych liter, które łatwo się mylą, pomocne okazały się charakterystyczne wstawki i ubytki w łańcuchu: takie miejsca, w których jednemu organizmowi brakuje kilku aminokwasów, a inny ma ich dodatkowo dwanaście. Takie znaki są wygodne, bo przypadkowe powtórzenie dokładnie tej samej wstawki w tym samym miejscu u dwóch niespokrewnionych linii jest mało prawdopodobne.[2]
Cztery takie znaki wypadły jednakowo: występowały u zwierząt i grzybów, a nie u roślin ani u większości badanych pierwotniaków. Drzewa zbudowane z czterech białek, dla których było najwięcej danych, za każdym razem stawiały zwierzęta i grzyby na jednej gałęzi, a analizy statystyczne nie dawały żadnego oparcia dla wariantu, w którym grzyby łączą się z roślinami.[2] Od tamtej pory porównania objęły całe genomy, ale wynik się nie zmienił: zwierzęta i grzyby to dwie gałęzie jednej większej grupy, którą nazywa się Opisthokonta.[1]
Co oznacza ta nazwa
Opisthokonta znaczy mniej więcej „tylna witka”. Nazwa pochodzi od pojedynczej wici wystającej z tylnej części komórki, którą miał ich wspólny przodek.[1] U zwierząt ten szczegół anatomiczny wciąż widać w plemniku. U grzybów zachował się tylko w najstarszych liniach, u tak zwanych grzybów zoosporowych, których zarodniki pływają w wodzie za pomocą tylnej wici.[3]
Ten wspólny przodek nie był ani grzybem, ani zwierzęciem. Był pojedynczą komórką w wodzie, prawdopodobnie zdolną do ruchu i do pochłaniania bakterii. Potem obie linie rozjechały się tak daleko, że dziś trudno w nich rozpoznać kuzynostwo. Zwierzęta postawiły na ruch i zjadanie zdobyczy, grzyby na wrastanie w podłoże, nitkowate strzępki i trawienie na zewnątrz. Grzyby utraciły zdolność pochłaniania cząstek pokarmu do wnętrza komórki i, poza nielicznymi wyjątkami, także wici.[3]
Warto dodać jedno zastrzeżenie, bo łatwo je przeoczyć: to nie znaczy, że grzyby pochodzą od dzisiejszych zwierząt albo że są ich prymitywną wersją. Obie linie wywodzą się od wspólnego mikroskopijnego przodka i przez bardzo długi czas zmieniały się niezależnie, tylko w inną stronę. Najbliżsi krewni grzybów wśród organizmów jednokomórkowych to zresztą drobne, amebowate pierwotniaki, a nie żadne zwierzę.[3]
Chityna i odżywianie: dobra ilustracja, słaby dowód
Najłatwiej opowiada się o grzybach przez cechy, które widać: ściana komórkowa z chityny zamiast celulozy, brak chloroplastów, odżywianie przez wchłanianie.[3] Wszystko to prawda i wszystko to dobrze pokazuje, że grzyb nie jest rośliną.
Ale te cechy nie rozstrzygają same z siebie, gdzie grzyb stoi na drzewie. Część z nich jest wspólna z innymi grupami i nie musi znaczyć wspólnego pochodzenia. Inne mówią o tym, co grzyb zrobił ze swoim życiem, a nie o tym, z kim dzieli przodka. W samej grupie Opisthokonta widać to doskonale: jednokomórkowi krewni zwierząt i grzybów bywają wiciowymi drapieżnikami, amebami albo pasożytami okrytymi ścianą komórkową, a te tryby życia nie układają się w grupy zgodne z rodowodem. Podobne rozwiązania powstawały tam niezależnie, kilka razy.[4]
Dlatego rekonstrukcja opiera się na czymś innym: na wspólnych zmianach w sekwencjach, których układ najlepiej wyjaśnia wspólne pochodzenie. Pojedynczy gen potrafi tu wprowadzić w błąd, bo jego historia może się różnić od historii organizmów. Dopiero zestaw wielu genów, a dziś całych genomów, daje obraz odporny na takie wypadki. W tym przypadku cechy anatomiczne pomagają zilustrować wynik, ale rozstrzygających argumentów dostarczają porównania molekularne.
Bliski krewny nie musi wyglądać podobnie
Grzyby są osobnym królestwem nie dlatego, że ktoś uznał je za dziwne, ale dlatego, że ich gałąź rzeczywiście odłączyła się od naszej później niż od roślinnej. To pokrewieństwo nie czyni grzyba podobnym do nas. Hubiak z brzozy nie ma mięśni, nerwów ani zębów, za to żyje z rozkładania drewna, którego nasz żołądek nie ruszy.[3] Bliskość opisuje miejsce rozwidlenia, a nie styl życia.
Źródła
- Brian Lovett, „Three Reasons Fungi Are Not Plants”, American Society for Microbiology, 6 stycznia 2021. https://asm.org/articles/2021/january/three-reasons-fungi-are-not-plants
- Sandra L. Baldauf, Jeffrey D. Palmer, „Animals and fungi are each other’s closest relatives: congruent evidence from multiple proteins”, PNAS 90(24), 1993. https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.90.24.11558
- Miguel A. Naranjo-Ortiz, Toni Gabaldón, „Fungal evolution: diversity, taxonomy and phylogeny of the Fungi”, Biological Reviews 94(6), 2019. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6899921/
- Guifré Torruella i wsp., „Phylogenomics Reveals Convergent Evolution of Lifestyles in Close Relatives of Animals and Fungi”, Current Biology 25(18), 2015, s. 2404-2410. https://doi.org/10.1016/j.cub.2015.07.053
- Zdjęcie: George Chernilevsky, „Fomes fomentarius 2026 G01”, Wikimedia Commons, licencja CC BY 4.0, kadr przycięty do proporcji 16:9 i przeskalowany. Plik: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Fomes_fomentarius_2026_G01.jpg, licencja: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
