Denne artikkelen er produsert og finansiert av Universitetet i Oslo - les mer.

Fiolkjukene er tidlig på pletten for å bryte ned falne trestokker.
Fiolkjukene er tidlig på pletten for å bryte ned falne trestokker.

Sopparten fiolkjuke har over 17.000 kjønn

Det gjør det lett for dem å finne en egnet partner – og unngå innavl.

Fiolkjuka er kanskje den vanligste kjuka vi har i Norge, og den lever gjerne på undersiden av døde stokker.

– Den er liten, tynn og unnselig, men samtidig veldig pen med en grønnaktig overside og en lilla underside, sier forsker Inger Skrede ved Institutt for biovitenskap på Universitetet i Oslo.

I Norge er det mest av arten som kalles vanlig fiolkjuke (Trichaptum abietinum). Denne liker seg best på granstokker, mens tannfiolkjuke (Trichaptum fuscoviolaceum) holder seg til furu.

Fiolkjuka er viktig for nedbrytingen av de gamle trestokkene. Den er blant de første på åstedet og angriper veden med hvitråte. Nesten alt brytes ned, og det eneste beviset på at den har vært der, er en hvit rest.

– Etter noen år faller barken av, og da forsvinner fiolkjuka også. Da er det andre arter som tar over nedbrytingen, sier Skrede.

Før den forsvinner, har den sannsynligvis klart å reprodusere seg. Fiolkjuka har nemlig et avansert forplantningssystem som effektivt fører slekta videre.

– Vi har også testet paringen på lab’en, sier Inger Skrede.
– Vi har også testet paringen på lab’en, sier Inger Skrede.

Mye lavere risiko for innavl

Hos oss mennesker er det Y-kromosomet som er avgjørende for biologisk kjønn. Enten har man det eller så har man det ikke.

For en soppspore ville et slikt system bare gitt 50 prosent sjanse for å møte en partner den kan reprodusere med. Vi mennesker har heldigvis syn, hørsel og andre sanser som hjelper oss med å høyne sjansene.

Sopp har verken øyne eller ører til å hjelpe seg. Likevel har fiolkjukene et reproduksjonssystem som nesten garanterer suksess når de sender ut sporene sine i jakt på en partner.

– De har en veldig stor sjanse for å møte en spore med et annet kjønn, og de har lavere risiko for innavl, sier Skrede.

– I 98 prosent av tilfellene vil de finne en egnet partner, sier David Peris, forsker ved Institutt for biovitenskap.

Hos fiolkjukene blir nemlig kjønn avgjort av gensammensetningen i to områder av arvestoffet, ikke bare ett sted slik som hos mennesker og andre dyr. Innenfor hvert område kan det være flere gener, og i tillegg er det stor variasjon i genene – det handler ikke bare om å være skrudd av eller på.

Slike varianter av gener kalles alleler, og Skrede og Peris har funnet over 20 av dem i hvert gen.

I og med at det er flere gener i hvert av områdene som bestemmer kjønnet, fører dette til veldig mange mulige kombinasjoner. Faktisk så mye som 17.550 ifølge studien de nylig publiserte i det vitenskapelige tidsskriftet PLOS Genetics.

På undersiden er fiolkjukene lilla. Grønnfargen på oversiden skyldes en grønnalge som dekker overflaten.
På undersiden er fiolkjukene lilla. Grønnfargen på oversiden skyldes en grønnalge som dekker overflaten.

Balanserende seleksjon tar vare på alle kjønnene

Hvis det blir forvirrende å skulle se for seg såpass mange kjønn, går det også an å kalle dem paringstyper, men i prinsippet er det akkurat det samme.

Ifølge forskerne er ikke fiolkjukene de eneste artene med så mange kjønn.

– Dette er vanlig hos disse soppene generelt. Vi tror de har beholdt dette paringssystemet i millioner av år fordi det alltid er en fordel å være sjelden. Hvis du har et allel som ikke er vanlig, har du enda større sjanser for å møte noen som er annerledes. Det er derfor dette store mangfoldet opprettholdes, sier Skrede.

Det er en spesiell form for naturlig utvalg, kjent som balanserende seleksjon, som sørger for å holde antallet alleler så høyt.

Gjennom vanlig evolusjon og seleksjon er det ikke uvanlig at alleler – genvarianter – forsvinner fra en populasjon hvis de ikke gir noen fordel. Gjennom balanserende seleksjon kan alleler bli bevart selv om egenskapene de koder for ikke nødvendigvis er like nyttige til enhver tid.

– På denne måten beholdes veldig mange alleler i en populasjon. Ellers vil du etter hvert miste mange varianter, enten på grunn av tilfeldigheter eller fordi de er dårligere tilpasset. Samtidig blir det flere av variantene som er bedre tilpasset, sier Inger Skrede.

Trenger mangfold når miljøet endrer seg

Det høye tallet på ulike paringstyper vil være en stor fordel for soppene når de utsettes for endringer i miljøet rundt seg.

– Når de finner en egnet partner med en annen paringstype, er sannsynligvis resten av genomet også annerledes, så de vil få en ny kombinasjon av alleler. Hvis forholdene i miljøet endrer seg, trenger de et stort genetisk mangfold for å tilpasse seg disse nye forholdene. Blanding av forskjellige alleler vil øke sjansene for å overleve, sier Peris.

Han sammenligner dette med genene i immunsystemet vårt.

– Hvis du har flere alleler i immungenene dine, er du i stand til å oppdage flere inntrengere og immunsystemet ditt vil angripe dem, sier Peris.

Forskerne viser også hvordan man kan kartlegge slik balanserende seleksjon.

– Gjennom denne studien presenterer vi også verktøy for å oppdage denne spesielle typen utvalg, sier Peris.

– Blanding av forskjellige alleler øker sjansene for å overleve, sier forsker David Peris.
– Blanding av forskjellige alleler øker sjansene for å overleve, sier forsker David Peris.

Stevnemøte på petriskål

Skrede, Peris og kollegaene deres har samlet prøver av 180 individer fra hele verden.

– Vi sekvenserte hele genomet til alle sammen og hentet ut de områdene som koder for kjønn. Deretter sammenlignet vi hvilke gener de har, altså hvilken paringsversjon de har, sier Skrede.

På den måten er forskerne i stand til å forutsi hvem som skal kunne pare seg og hvem som ikke kan. De har også gjort faktisk paring i laboratoriet og prøvd å koble alle ulike kombinasjoner.

– En ting er å vite at de er genetisk forskjellige, men vi har også testet dette på laboratoriet. Vi plasserte par etter par sammen på en petriskål. Hvis de paret seg, kunne vi enkelt observere det i mikroskopet, sier Skrede.

Denne studien er en del av et større prosjekt der forskerne prøver å identifisere hvilke barrierer som hindrer sopp i å pare seg.

– For å gjøre det trengte vi denne grunnleggende informasjonen om hvordan de vanligvis parer seg. Vi kan bruke denne informasjonen i vårt videre arbeid for å forstå hvilke gener som er involvert når normal paring ikke fungerer, sier Skrede.

Referanse:

David Peris, Inger Skrede mfl.: Large-scale fungal strain sequencing unravels the molecular diversity in mating loci maintained by long-term balancing selection. PLOS Genetics, 2022. Doi.org/10.1371/journal.pgen.1010097

Powered by Labrador CMS