Kukaččí houba

Evoluce mezidruhového parazitismu je úzce spjata s rozpoznávacími mechanismy používanými v jednotlivých skupinách organismů. Třeba u kukaček se vyvinuly specializace na určité druhy ptáků, každá jednotlivá kukačka dává přednost jednomu či několika málo hostitelským druhům, přičemž se její vejce hostitelovým nápadně podobají. Protože zrak je pro ptáky hlavním orientačním smyslem, kukačka má při takové strategii napůl vyhráno.

Všichni ale zrak do té míry nevyužívají. Kupříkladu sociálně žijící hmyz se orientuje hlavně chemickými signály. I v jeho koloniích můžeme najít vajíčka některých jiných parazitujících druhů hmyzu. Co víc, můžeme tam najít i útvary, které sice vajíčka připomínají, jsou ale plodnicemi hub!

Hned několik druhů termitů rodu Reticulitermes (všekazů) mívá ve svých koloniích početná sklerocia hub připomínajících tvarem i velikostí termití vajíčka. Jde o stopkovýtrusnou houbu rodu Fibularhizoctonia, pro kterou je tato interakce extrémně výhodná. Termiti totiž ve svých koloniích důsledně potírají jiné houby, které by pro Fibularhizoctonii představovaly konkurenci. Navíc její sklerocia nosí s sebou do nových kolonií, domnívajíce se, že jde o jejich vlastní vajíčka. Tím se dostává na místa, kde může nerušeně růst a získávat živiny z rozkladu dřeva v chodbičkách vyhloubených termity. Na druhou stranu přítomnost této houby alespoň chrání skutečná vajíčka před houbovými patogeny. Fibularhizoctonia totiž termití vajíčka nenapadá, v jejich přítomnosti dokonce ani nedozrávají její sklerocia. Pokud houbové sklerocium zestárne, termiti jej z blízkosti vajíček odstraní na něco, co by se dalo nazvat skládkou. Zde vyhozené sklerocium rychle dozraje, vytvoří se nové mycelium a nová sklerocia, která termiti opět zanesou zpátky mezi svá vlastní vajíčka.

Jak se mohlo stát, že termit nepozná obyčejnou houbu? Kromě morfologické kamufláže (sklerocia ve tvaru vajíček) musí mít i nějaké chemické mimikry. Jak pozná termit své vlastní vajíčko? Vědělo se, že termiti k tomu účelu používají feromon lyzozym, známý jinak jako antibakteriální enzym. Je obsažen jak ve slinách termitů, tak na povrchu jejich vajíček. I sklerocia houby Fibularhizoctonia za běžných podmínek lyzozym produkují. Lze však navodit stav, kdy ho neprodukují. Jenže ani za těchto podmínek termiti sklerocia nenapadali. Muselo tu být něco jiného.

K. Matsuuru a jeho kolegy z Okayamské univerzity napadlo zkoumat u jednotlivých druhů termitů, zda jejich sliny reagují s vajíčky modelového druhu Reticulitermes speratus. Všechny výsledky byly pozitivní. Vědci zašli ještě dále. Soudí se, že termiti jsou eusociální formou švábů, tudíž by moderní druhy termitů a dřevem se živících švábů měly sdílet podobnou enzymatickou výbavu ve svých slinách. A skutečně, extrakt ze slinných žláz švába rodu Panesthia reagoval s vajíčky termita. Hledaný feromon tedy v životě termitů i švábů hraje také jinou roli, která souvisí se způsobem jejich obživy, a objevil se už u jejich společných předků, před vznikem eusociality.

A jak šváb souvisí s kukaččí houbou? Houba Fibularhizoctonia se také živí rozkladem dřeva a nejspíš k tomu používá stejnou látku, kterou termiti využívají pro identifikaci svých vajíček. Netrvalo dlouho a Matsuurova skupina zjistila, že jde o beta-glukosidázu, důležitý enzym rozkládající celulózu na jednotlivé glukózové podjednotky. K své obživě jej využívají oba organismy, jak houba, tak termit (při rozkladu celulózy není závislý jen na mikroorganismech ve svém střevě, jak se dříve soudilo). Mimochodem výše zmiňovaný lyzozym má obdobnou funkci – rozkládá vazby mezi cukernými zbytky.

Ještě jeden detail: Pokud pěstujeme houbu Fibularhizoctonii na standardním laboratorním médiu, třeba na bramborovo-dextrózovém agaru, produkuje téměř nedetekovatelná množství beta-glukosidázy. Přidáme-li jí do agaru materiál z hnízd termitů nebo cellobiózu (štěpný meziprodukt celulózy), začne hned beta-glukosidázy produkovat řádově více. Je tedy zřejmé, že beta-glukosidáza, nečekaný nástroj chemického mimikry, byla původně produkována pouze kvůli trávení dřevní hmoty, jednoho z mála téměř neomezeně dostupných potravních zdrojů. (Curr. Biol. 19, 30–36, 2009/1)