Мы привыкли, что у живых существ только два пола. Бывает, что оба пола объединены в одной особи, тогда это называется гермафродитизм. Бывает, что полов нет — такие организмы размножаются бесполым способом.
Но бывает и так, что полов может быть три и больше — намного, намного больше. Как, например, у грибов из рода Трихаптум, у которых исследователи из Университета Осло и их коллеги из Испании и США насчитали 17550 полов. Грибы сами по себе не такие уж экзотические — они родственны трутовикам и ареал у них очень широкий; один из трихаптумов растёт на берёзах и встречается у нас по всей территории страны. Каким же образом у них столько полов и что это вообще значит?
Смысл полового размножения, кроме того, чтобы получить особь нового поколения, — в смешивании генетического материала. Половые клетки одного пола сливаются с половыми клетками другого пола, и получается организм с новой комбинацией генов. Чем разнообразней комбинации у разных особей в популяции, тем больше шансов выжить у популяции в целом. Половые хромосомы, особенности строения тела — с биологической точки зрения это лишь способы решить задачу по перетасовке генетической колоды. Чтобы устроить такую перетасовку, аппарат пола определяет, с кем ты можешь сливаться половыми клетками, а с кем нет.
Грибы базидиомицеты, к которым относятся и трихаптумы, и трутовики, и мухоморы, и белые грибы, размножаются спорами, которых можно в чём-то уподобить нашим половым клеткам: их споры также несут не двойной, а одинарный набор хромосом. Из этих спор прорастают грибные гифы — у них тоже одинарный набор хромосом. В какой-то момент гифы из одной споры встречаются с гифами из другой споры, и вот тут они или сливаются вместе, или нет. Слиться могут только гифы определённых разных полов, которых, как мы сказали, у трихаптумов не два, а больше 17 тысяч. (После слияния разнополых гиф у грибов всё тоже непросто, но дальнейшее нас сейчас не интересует.)
Чтобы посчитать количество грибных полов, надо было дождаться, когда появятся особо совершенные методы ДНК-анализа. Относительно давно было известно, что пол у трихаптумов зависит от двух областей в геноме, которые называются MATA и MATB и в каждой из которых есть множество генов с разными вариантами-аллелями. Чтобы прошло разнополое слияние, обе области должны в определённой степени отличаться этими аллелями. Оценить различия между MATA и MATB у разных экземпляров получилось только с появлением достаточно дешёвых и достаточно точных методов чтения (сиквенса) ДНК, которые позволяли очень точно читать короткие участки ДНК, чтобы потом собрать их в более длинную итоговую последовательность. Результаты исследований описаны в PLOS Genetics.
Правда, даже с учётом того, что половое размножение повышает генетическое разнообразие, такое количество полов выглядит совсем уж чрезмерным. Возможно, дальнейшие исследования помогут понять, в чём тут дело, и почему этим грибам понадобилась такая гаргантюанская раздельнополость.
Автор: Кирилл Стасевич