Grup de ciuperci în pădure – Imagine ilustrativă – Istoria
O ciupercă ale cărei structuri fructifere cresc vertical și măsoară 20-50 cm a fost identificată în pădurile provinciei Yunnan, din sud-vestul Chinei. Exemplarele, culese în 2024 și 2025, au primit numele Dianjunus rex. Cercetătorii le încadrează într-o specie și într-un gen noi, pentru care stabilesc și o familie distinctă, Dianjunaceae.
Studiul publicat în Frontiers, avându-i ca primi autori cu contribuție egală pe Jing Song și Zhuyue Yan, estimează că această ramură evolutivă s-a desprins în urmă cu aproximativ 65 de milioane de ani. Vârsta rezultă din compararea genomurilor și din calibrarea relațiilor evolutive cu repere temporale. Ea privește originea familiei, nu exemplarele culese; primul dintre acestea, folosit ca reper pentru descrierea speciei, a fost găsit de Jing Song.
Recoltările provin din trei zone ale provinciei Yunnan
Echipa a cercetat o pădure tropicală în Xishuangbanna și păduri temperate de conifere în Kunming și Lufeng. Punctele de recoltare se află la Damaidi, în comitatul autonom Luquan Yi și Miao, orașul Kunming; în zona Mengla, prefectura autonomă Xishuangbanna Dai; și la Yipinglang, în orașul Lufeng, prefectura autonomă Chuxiong Yi.
Exemplarele documentate au fost culese în următoarea ordine:
- La 5 august 2024, Jing Song a recoltat la Damaidi exemplarul HKAS148941, asociat rădăcinilor stejarului Quercus variabilis. Acesta este holotipul, exemplarul de referință pe care se sprijină descrierea noii specii.
- La 6 septembrie 2024, Indunil C. Senanayake a cules în același loc exemplarul HKAS148942.
- La 10 iulie 2025, Tao Xie a recoltat la Yipinglang exemplarul HKAS150823, de la rădăcinile unui stejar din genul Quercus.
- La 14 iulie 2025, Xiao Aka a găsit în zona Mengla exemplarul HKAS150824, prins de trunchiul și rădăcina unui arbore în descompunere.
Studiul include și un al cincilea exemplar, HKAS151626, unul dintre cele trei exemplare secvențiate genomic.
Noua familie, genul și specia sunt stabilite de Fuqiang Yu, Jesús Pérez-Moreno și Indunil C. Senanayake.
Suprafața albicioasă devine galbenă pe măsură ce ciuperca se maturizează
Structurile numite strome, în țesutul cărora se dezvoltă formațiunile producătoare de spori, sunt cărnoase și au forme variate: cilindrice, îngroșate la mijloc sau asemănătoare unei palme. Pot fi simple ori ramificate de la bază sau spre vârf. La exemplarele tinere, vârful este adesea umflat; la maturitate apar ramificații asemănătoare unor degete.
Porțiunea fertilă măsoară 10-20 cm în înălțime, iar diametrul indicat în descriere este de 7-10 cm, uneori de 15 cm. Partea îngropată, care nu produce spori, are 20-30 cm în înălțime și 3-6 cm în lățime. Aceasta este neagră și netedă.
Deasupra solului, suprafața păstrează un înveliș cu aspect pulverulent și fibros. Albicios la început, acesta capătă treptat nuanțe de galben tot mai închis. În interior, țesutul este compact, fibros și spongios, albicios până la galben, cu un centru ceva mai întunecat la exemplarele îmbătrânite. După desprindere, structurile proaspete pierd repede apă.
Exemplarele tropicale au fost mai mari decât cele subtropicale. Descrierea taxonomică indică greutăți de 250-600 g, în timp ce rezumatul și concluzia aceluiași studiu dau un maxim diferit, de 2,2 kg.
La microscop, sporii măsoară 12-17 × 5-7 micrometri și devin bruni la maturitate. Pe una dintre fețe au o fantă de germinare în formă de S, întinsă pe jumătate până la patru cincimi din lungimea lor. Autorii folosesc această particularitate, suprafața persistent fibroasă și dimensiunile mari pentru a deosebi noua familie. O altă trăsătură este inelul de la vârful celulelor care conțin sporii, care se colorează în albastru în reactivul Melzer.
Autorii descriu și forma asexuată a ciupercii, asemănătoare celei din genul Nodulisporium, cu ramificații asemănătoare celor din genul Periconiella.
Analizele genetice susțin o familie separată
Identificarea combină aspectul exterior, structurile microscopice și compararea materialului genetic. Pentru analiza a 202 tulpini, cercetătorii au folosit patru regiuni: spațiul transcris intern (ITS), subunitatea mare a materialului genetic ribozomal (LSU), gena subunității a doua a polimerazei II a acidului ribonucleic (RPB2) și gena beta-tubulinei (TUB2).
Analiza genomică a cuprins 66 de eșantioane, dintre care trei secvențiate pentru acest studiu. O reconstrucție a relațiilor evolutive a folosit 302 gene comparabile, prezente într-o singură copie în fiecare eșantion; o verificare printr-o metodă alternativă a folosit 345 de asemenea gene.
Rezultatele așază Dianjunaceae în ordinul Xylariales, ca ramură-soră a familiei Graphostromataceae, adică două ramuri care împart un strămoș comun imediat. Această poziție s-a păstrat în toate cele trei reconstrucții genomice comparate de autori, cu susținere statistică maximă. Diferențele de formă și de structură microscopică au susținut, alături de rezultatele genetice, separarea într-o familie nouă.
Numele Dianjunus unește o trimitere la vechiul regat Dian, aflat în regiunea actualului Yunnan, cu termenul chinezesc jūn, care înseamnă ciupercă. Epitetul latin rex înseamnă rege și a fost ales de autori pentru dimensiunile stromelor.
Estimarea evolutivă trimite la începutul Paleocenului
Cercetătorii estimează că familia s-a desprins în urmă cu aproximativ 65 de milioane de ani. Au calculat această cronologie folosind arborele obținut din genomuri și repere de divergență preluate din baza TimeTree, care fixează intervale pentru separarea unor ramuri evolutive.
Estimarea centrală plasează originea Dianjunaceae la începutul Paleocenului, în perioada de după extincția de la limita Cretacic-Paleogen. Studiul amintește că atunci au dispărut aproximativ 75% dintre speciile de plante și animale. Autorii propun că apariția acestei ramuri ar putea avea legătură cu diversificarea organismelor și ocuparea unor medii de viață devenite disponibile în timpul refacerii pădurilor.
Comparațiile arată diferențe de formă și dimensiune
Autorii compară Dianjunus rex cu Squamotubera le-ratii, descrisă de Hennings în 1903 din apropiere de Nouméa, în Noua Caledonie. Aceasta are strome de aproximativ 7 cm înălțime și 5 cm lățime. Descrierile istorice indică o suprafață solzoasă sau cutată și un interior diferit de țesutul fibros, spongios al exemplarelor din Yunnan.
Încadrarea Squamotubera a fost discutată de Lloyd în 1917 și de Rogers în 1981, în raport cu genul Sarcoxylon. Rogers a păstrat-o ca gen separat, invocând dezvoltarea verticală din structuri subterane și necesitatea unor cercetări suplimentare. Echipa care descrie Dianjunus rex consideră că diferențele de suprafață, țesut și spori separă exemplarele chineze de această specie.
În ordin există și alte forme mari. Studiul amintește un exemplar de Engleromyces goetzei din Kenya, dezvoltat pe bambus, cu diametrul de aproape 30 cm și greutatea de aproximativ 3,2 kg. Acesta este mai greu decât maximul raportat pentru Dianjunus rex, deși autorii numesc stromele noii specii cele mai mari documentate în Ascomycota, grupul de ciuperci căruia îi aparțin.
La Xylaria polymorpha și Xylaria longipes, structurile individuale au în mod obișnuit 5-8 cm înălțime, chiar dacă grupările lor pot depăși 20 cm în lățime. Potrivit cercetătorilor, Dianjunus rex lărgește astfel intervalul de forme și dimensiuni cunoscut în Xylariales.
Genomurile susțin o ipoteză despre viața în plante
Cele trei exemplare secvențiate au între 219 și 224 de gene pentru enzime care prelucrează carbohidrații. Comparația din studiu indică 535-635 de asemenea gene la Xylaria, 458-496 la Daldinia și 423-577 la Hypoxylon, genuri care includ ciuperci ce descompun materie vegetală.
Diferențele privesc mai multe categorii de enzime:
- Hidrolazele glicozidice, implicate în desfacerea carbohidraților, sunt reprezentate de 100-103 gene.
- Esterazele carbohidraților sunt reprezentate de 9-11 gene.
- Liazele pectinei, implicate în degradarea unei componente a pereților celulari vegetali, au doar 0-1 gene, față de 7-19 la grupurile înrudite comparate.
- Glicoziltransferazele, implicate în principal în construirea peretelui celular al ciupercii, au 57-58 de gene și reprezintă aproximativ 26% din acest ansamblu enzimatic.
Autorii leagă aceste rezultate de observația că fructificațiile au apărut după moartea plantei-gazdă. Ei formulează ipoteza că Dianjunus rex ar putea trăi inițial ca endofit, adică în țesuturile unei plante, apoi ar trece la un mod de viață saprotrof, hrănindu-se prin descompunerea materiei organice. În acest scenariu, investiția redusă în enzime degradative și menținerea sintezei peretelui celular ar putea favoriza formarea stromelor mari.
Yunnan are peste 6.000 de specii de ciuperci documentate, iar studiul citează estimări potrivit cărora diversitatea totală ar putea depăși 100.000 de specii. Exemplarele de referință ale Dianjunus rex sunt păstrate în colecția de ciuperci a Institutului de Botanică din Kunming, iar secvențele și datele genomice au fost depuse în baze de date publice, inclusiv GenBank și figshare.
