Егер белгілі бір эволюциялық стратегия әртүрлі түрлер үшін тиімді болса, табиғат оны жүзеге асырудың жолын міндетті түрде табады. Ғалымдар саңырауқұлақтардың бір психоактивті затты екі тәуелсіз жолмен өндіре алатынын анықтады.

Конвергентті эволюция: табиғат өзін қайталағанда

Эволюция барысында әртүрлі организмдер ұқсас белгілерді, құрылымдарды немесе бейімделулерді өз бетінше дамыта алады. Мысалы, қауіп төнгенде броненосецтер мен шаянтәрізділер домалаққа айналады. Акулалар — балықтар, ал дельфиндер — сүтқоректілер, бірақ олардың дене пішіндері таңғаларлықтай ұқсас. Тіпті шаяндардың крабтарға айналу процесіне арналған жеке термин бар — карцинизация.

Мұндай құбылыстар конвергентті эволюция деп аталады. Бұл тек сыртқы белгілерде ғана емес, молекулалық деңгейде де байқалады. Мысалы, құмырсқалар мен қалақайлар бір-бірінен тәуелсіз қорғаныс үшін бір қышқылды дамытқан. Ал саңырауқұлақтар психоактивті заттарды әртүрлі биохимиялық жолдармен синтездей алады.

Бір затқа апаратын екі жол

Халықаралық зерттеушілер тобы алғаш рет әртүрлі саңырауқұлақ түрлері сананы өзгертетін зат — псилоцибинді әртүрлі биохимиялық жолдармен өндіретінін дәлелдеді. Psilocybe және Inocybe (волоконницалар) туыстары бұл үшін әртүрлі ферменттер мен химиялық реакциялар тізбегін қолданады. Зерттеу нәтижелері Angewandte Chemie International Edition журналында жарияланды.

Зертханада ғалымдар осы саңырауқұлақтардың ферменттерін бөліп алып, көбейтті, содан кейін олардың қандай реакцияларды катализдейтінін зерттеді. Химик Бернхард Рупп AlphaFold 3 көмегімен осы ақуыздардың модельдерін жасады. Олардың құрылымы мен байланысты реакцияларды талдау волоконницаларда псилоцибиннің түзілу тізбегі Psilocybe-де белгілі жолдан айтарлықтай ерекшеленетінін көрсетті.

Саңырауқұлақтар неге псилоцибин өндіреді?

Ғалымдар әзірге әртүрлі саңырауқұлақ топтары неге бірдей белсенді затты синтездейтінін білмейді. Бір гипотеза бойынша, псилоцибин жыртқыштарды үркіту үшін қызмет етеді. Тіпті аздаған зақымның өзі Psilocybe-де көгеруді тудырады — бұл псилоцибиннің ыдырау өнімдерін қолжетімді ететін химиялық тізбекті реакцияның нәтижесі. Мүмкін, бұл өзіндік химиялық қорғаныс механизмі шығар.

«Табиғатта ештеңе себепсіз болмайды. Демек, екі саңырауқұлақ түрінде — ормандағы волоконницалар мен көңде немесе ағаш жаңқасында өсетін Psilocybe-де — осы молекуланы өндірудің эволюциялық артықшылығы бар. Біз әзірге оның нақты қандай екенін білмейміз», — дейді Хоффмайстер.

Ашылымның практикалық маңызы

Псилоцибин синтезінің екі тәуелсіз жолының ашылуы бұл затты биотехнологиялық жолмен өндірудің жаңа мүмкіндіктерін ашады. Псилоцибин стандартты антидепрессанттармен емдеуге көнбейтін резистентті депрессияны емдеуде жақсы нәтижелер көрсетуде. Ғалымдар өз еңбектері болашақта фармацевтика үшін псилоцибинді биореакторларда, күрделі химиялық синтезсіз өндіруге жол ашады деп үміттенеді.