Filogenetyka Psilocybe — co pokazały badania genomu

Przez większość XX wieku o pokrewieństwie łysiczek rozstrzygał mikroskop. Kształt zarodnika oglądanego od czoła, grubość jego ściany, obecność cystyd — z takich cech Gastón Guzmán zbudował system sekcji porządkujący rodzaj Psilocybe.

Filogenetyka Psilocybe oparta na markerach molekularnych, a potem na całych genomach, tego systemu nie potwierdziła. Zamiast tego pokazała rodzaj rozcięty jednym bardzo starym podziałem, dwa różne układy genów odpowiedzialnych za psylocybinę i datę początku, która wypada w okolicach wymierania kredowego. Osobno ciekawa jest droga do tych wyników: prowadziła przez szuflady muzeów, bo do świeżego materiału badacze w praktyce nie mają dostępu.

Cechy z mikroskopu okazały się powtarzać niezależnie

Pierwszy poważny cios zadała praca Virginii Ramírez-Cruz i współpracowników z 2013 roku w czasopiśmie Botany, oparta na trzech markerach jądrowych. Autorzy odtworzyli drzewo dla Psilocybe, Deconica i sąsiednich rodzajów, a następnie nałożyli na nie cechy, których używano do wyznaczania sekcji.

Wynik był jednoznaczny: większość sekcji wyróżnionych na podstawie morfologii nie znalazła poparcia. Kształt zarodnika w widoku czołowym i grubość jego ściany — dwie cechy najczęściej używane do dzielenia obu rodzajów — okazały się homoplastyczne, czyli powstawały wielokrotnie i niezależnie w różnych gałęziach. Chryzocystydy, wyspecjalizowane komórki płonne w hymenium, pojawiły się w tej grupie co najmniej dwa razy.

To nie zarzut wobec Guzmána: grzyb o podobnej ekologii bywa podobny z tego samego powodu, dla którego delfin przypomina rybę. Ta sama praca ustaliła też, że Psilocybe w dotychczasowym ujęciu jest zlepkiem dwóch niespokrewnionych linii — stąd przeprowadzka gatunków niesiniejących do rodzaju Deconica.

Siedemdziesiąt jeden metagenomów z muzealnych kopert

Skok jakościowy przyniosła praca zespołu Alexandra Bradshawa opublikowana w styczniu 2024 roku w PNAS. Autorzy zsekwencjonowali metodą shotgun 74 próbki: 71 skatalogowanych jako Psilocybe i trzy z innych rodzajów wytwarzających psylocybinę. Wśród nich znalazły się 23 okazy typowe, czyli te fizyczne egzemplarze, do których formalnie przypisane są nazwy gatunkowe.

Materiał pochodził wyłącznie z kolekcji muzealnych: fragmenty hymenoforu o masie od 5 do 15 miligramów, w wieku od trzech do siedemdziesięciu czterech lat. Dla próbek zebranych po 1950 roku wystarczył standardowy zestaw kolumienkowy; dla starszych, w tym dla wielu okazów typowych, trzeba było sięgnąć po klasyczną ekstrakcję fenol-chloroform.

Analizę oparto na 2983 rodzinach genów jednokopijnych, z czego 2615 odzyskano ze wszystkich próbek. Drzewo z połączonej macierzy i drzewo uzyskane metodą koalescencyjną wyszły identyczne, z niemal wszystkimi węzłami na maksymalnym wsparciu — to rzadki komfort w filogenetyce grzybów. Finalna filogeneza objęła 52 okazy Psilocybe w wąskim ujęciu i relacje 39 gatunków.

Dwa klady, dwie ekologie i dwa układy tych samych genów

Datowanie molekularne umieściło pień rodzaju około 67,6 miliona lat temu, a rozejście się jego współczesnych linii około 56,4 miliona lat temu. Pierwsza z tych dat wypada mniej więcej w momencie wymierania na granicy kredy i paleogenu — autorzy odnotowują ten zbieg wprost, choć nie budują na nim wniosku.

Najciekawsze jest to, co siedzi na tym starym podziale. Rodzaj rozpada się na dwa klady, oznaczane liczbami rzymskimi jeszcze przez Ramírez-Cruz, a układ czterech podstawowych genów klastra biosyntezy psylocybiny jest w każdym z nich inny. Klad II ma kolejność PsiD, PsiM, PsiH, PsiK — tę samą, którą opisano wcześniej u Psilocybe cubensis i Psilocybe serbica. Klad I ma kolejność PsiD, PsiK, PsiH, PsiM. W badanej próbie pierwszy wariant miało 17 okazów, drugi 35. Zdaniem autorów może to być ślad dwóch niezależnych nabyć klastra wewnątrz jednego rodzaju.

Do podziału dokleja się ekologia. Rekonstrukcja stanów przodkowych wskazuje rozkład drewna jako pierwotny tryb życia wspólnego przodka obu kladów, a przejście na glebę nastąpiło po rozejściu. Klad I to dziś głównie saprotrofy glebowe, klad II — gatunki drewnolubne, a specjalizacja do życia na odchodach roślinożerców wykształciła się dwa razy, niezależnie. Sama zaś funkcja ekologiczna psylocybiny pozostaje nierozstrzygnięta.

Dlaczego zielnik, a nie świeży grzyb

Wybór materiału nie był kaprysem. We wstępie do pracy w PNAS autorzy piszą, że od kampanii przeciw narkotykom z 1971 roku psylocybina i jej analogi figurują w Wykazie I amerykańskiej ustawy o substancjach kontrolowanych, a ten status hamował badania nad cząsteczką i nad wytwarzającymi ją organizmami przez ponad pięćdziesiąt lat.

Skalę problemu widać w innej pracy tego zespołu, z 2022 roku w Applied and Environmental Microbiology. Autorzy naliczyli 3707 okazów w 72 instytucjach, poprosili o wypożyczenie praktycznie wszystkich i dostali około 1200 z 35 placówek; część instytucji odmówiła albo nie mogła wypożyczyć materiału ze względu na niejasny status prawny okazów. Zielnik jest więc obejściem, a nie wyborem optymalnym — i płaci się za to jakością danych.

Gdzie ta metoda się kończy

DNA w suszonym owocniku fragmentuje się z upływem dekad, a udział DNA badanego grzyba w próbce jest niski, bo towarzyszą mu bakterie, pleśnie i wszystko, co przez lata żyło w kopercie. Autorzy sami zastrzegają, że ich składy trzeba traktować jako metagenomowe, a nie jako porządne genomy: kompletność mierzona wskaźnikiem BUSCO waha się od 30,7 do 95,4 procent. Do filogenomiki to wystarcza, do precyzyjnego opisania struktury klastra genów już nie.

Drugie ograniczenie jest bardziej prozaiczne: etykiety kłamią. Wspomniana praca z 2022 roku przebadała metodą barkodingu 94 okazy zielnikowe opisane jako Psilocybe i wykazała, że blisko 13 procent z nich należy w ogóle do innych rodzajów — do Agrocybe, Deconica, Galerina, Stropharia i Tubaria. W analizie filogenomicznej z 2024 roku cztery okazy trafiły w drzewie w miejsca sprzeczne z etykietą i po ponownym oglądzie pod mikroskopem przypisano je do innych gatunków Psilocybe. Ile w tym rodzaju naprawdę jest gatunków, przy takim stanie zbiorów pozostaje pytaniem otwartym.

Dlaczego standardowy marker ITS akurat tu zawodzi

Region ITS jest od 2012 roku oficjalnym barkodem grzybów — konsorcjum badaczy wybrało go, bo daje najlepszy kompromis między łatwością odczytu a rozdzielczością w większości grup. W rodzaju Psilocybe ten kompromis się załamuje, i to z trzech niezależnych powodów.

Pierwszy: danych referencyjnych jest mało. Zespół Bradshawa odnotował, że wszystkie publicznie dostępne sekwencje razem wzięte reprezentują 40 gatunków, czyli mniej więcej jedną czwartą rodzaju, i że żaden gatunek nie miał kompletu czterech klasycznych markerów pochodzącego z tego samego okazu dowodowego.

Drugi: te dane są zanieczyszczone. Z 423 sekwencji ITS podpisanych w bazie NCBI nazwami Psilocybe lub Deconica aż 57 opisanych jako Psilocybe należało w rzeczywistości do Deconica. Dwie oznaczone jako P. cubensis okazały się rodzajem Fusarium, a jedna wyglądała na sekwencję chimeryczną, sklejoną z fragmentów niezwiązanych ze sobą organizmów. W kuratorowanej bazie UNITE trzynaście z 48 hipotez gatunkowych dla tego rodzaju nie miało oznaczenia do gatunku, a dwie były przypisane błędnie. Oznaczanie przez porównanie z takim wzorcem odtwarza cudze pomyłki.

Trzeci powód jest biologiczny i najtrudniejszy do obejścia: w niektórych kompleksach ITS nie rozdziela gatunków, bo zmienność wewnątrz linii dorównuje zmienności między nimi. W analizie z 2024 roku poświęconej drewnolubnym łysiczkom Australazji Psilocybe subaeruginosa wyszedł w tym markerze parafiletyczny względem P. allenii — pisaliśmy o tym szerzej przy Psilocybe cyanescens.

Spór, który trwa: 67 milionów lat czy 28

Datowanie z pracy w PNAS nie jest ostatnim słowem i autorzy sami to zaznaczają. Ich zegar molekularny opiera się wyłącznie na kalibracjach wtórnych, przejętych z wcześniejszych analiz — użytecznych skamieniałości blisko Psilocybe nie ma. Bezwzględne daty są więc szacunkami tymczasowymi.

Jak bardzo tymczasowe, pokazał preprint złożony na serwerze bioRxiv 2 stycznia 2026 roku przez zespół Jasona Slota, z udziałem Bradshawa i Dentingera. Punktem wyjścia jest Psilocybe fuscofulva — gatunek, który nie sinieje i u którego psylocybiny nie wykryto. Autorzy nie znaleźli w jego genomie ani klastra, ani rozproszonych kopii jego genów, podczas gdy wszystkie pozostałe badane genomy Psilocybe miały jeden komplet. Klaster siedzi przy tym w dwóch różnych miejscach genomu, charakterystycznych dla kladu I i kladu II. Stąd wniosek odwrotny do wcześniejszego: klaster powstał w rodzaju dwukrotnie i niedawno, w miocenie, a wiek korony rodzaju autorzy szacują na około 28 milionów lat.

To wciąż praca nierecenzowana, więc jej wnioski mają inny status niż artykuł w PNAS. Warto jednak zauważyć, w którą stronę idzie korekta: nie w stronę pewności, tylko w stronę uznania, że o historii tej grupy wiadomo mniej, niż się wydawało dwa lata wcześniej.

Status prawny w Polsce

Psylocybina i psylocyna figurują w grupie I-P wykazu substancji psychotropowych, środków odurzających i nowych substancji psychoaktywnych, wydawanego na podstawie art. 44f pkt 1 ustawy o przeciwdziałaniu narkomanii (rozporządzenie Ministra Zdrowia, tekst jednolity: Dz.U. 2024 poz. 1139). Jest to najściślej reglamentowana grupa — poza nadzorowanymi badaniami naukowymi legalny obrót nimi w Polsce nie występuje. Wyniki analiz filogenetycznych nie mają na ten stan wpływu, bo prawo kontroluje substancje, a nie gałęzie drzewa rodowego.

Artykuł ma charakter informacyjny, dotyczy systematyki i genomiki grzybów, nie zastępuje porady lekarza i nie jest przewodnikiem terenowym. Treść przeznaczona dla osób pełnoletnich.