Psykedeliska föreningar som finns i "magiska svampar" blir alltmer erkända för deras potential att behandla hälsotillstånd som depression, ångest, tvångssyndrom och beroende.

Men mycket lite är känt om hur sådana föreningar har utvecklats och vilken roll de spelar i den naturliga världen.

För att komma till rätta med det genomför forskare från University of Plymouth en första studie i sitt slag med avancerade genetiska metoder och beteendeexperiment för att adressera tidigare oprövade hypoteser om ursprunget till psykedeliska föreningar i svampar.

Detta inkluderar att undersöka om sådana egenskaper har utvecklats som en form av försvar mot svampätande ryggradslösa djur, eller om svamparna producerar föreningar som manipulerar insektsbeteende till sin egen fördel.

Projektet kommer särskilt att fokusera på psilocybin, som vanligtvis finns i så kallade "magiska svampar". I kemiska termer är det mycket likt serotonin, som är involverat i sändningen av information mellan nervceller hos djur.

Forskarna tar prov på psykedeliska och icke-psykedeliska svampar och använder nästa generations DNA-sekvensering för att testa om det finns en mångsidig djurgemenskap som livnär sig på psykedeliska svampar.

De använder också laboratorietester för att undersöka interaktioner mellan svamp och insekter, och om svamparna genomgår genetiska förändringar under attack och utveckling. De kommer också att undersöka effekten av psilocybin på tillväxten av jordbakterier.

Forskningen kommer också att involvera att använda banbrytande genredigeringsteknik för att försöka skapa muterade svampar som inte kan syntetisera psilocybin. Förhoppningen är att detta kommer att hjälpa forskare att bättre förstå rollen av ett brett spektrum av svampföreningar i framtiden.

Studien leds av ett team av erfarna forskare inom molekylär ekologi, interaktioner mellan djur och växter och svampbiologi vid universitetets institution för biologiska och marina vetenskaper. Dr. Kirsty Matthews Nicholass och forskningsassistent Ilona Flis driver studien.

Dr Jon Ellis, lektor i bevarandegenetik, övervakar studien. Han sa, "Under de senaste åren har intresset för psykedeliska föreningar återuppstått ur ett mänskligt hälsoperspektiv. Men nästan ingenting är känt om utvecklingen av dessa föreningar i naturen och varför svampar bör innehålla neurotransmittorliknande föreningar är olöst.

"Hypoteserna som har föreslagits för deras utveckling har aldrig formellt testats, och det är det som gör vårt projekt så ambitiöst och nytt. Det kan också i framtiden leda till spännande framtida upptäckter, eftersom utvecklingen av nya föreningar som skulle kunna användas som fungicider, bekämpningsmedel, läkemedel och antibiotika kommer sannolikt att uppstå från "blå himmel" forskning som undersöker svampförsvar."

Dr. Kirsty Matthews Nicholass sa:"Enbart inom Psilocybe finns det nära 150 hallucinogena arter fördelade över alla kontinenter utom Antarktis. Ändå är svamparterna där dessa "magiska" föreningar förekommer inte alltid nära besläktade. Detta väcker intressanta frågor angående de ekologiska påfrestningarna som kan verka för att upprätthålla biosyntesvägen för psilocybin."

Forskare som är involverade i detta projekt har tidigare utforskat den genetiska mångfalden bland brittiska pollinatörer, matningspreferenser för sniglar och sniglar och utvecklat ett system för tidig varning för växtsjukdomar.

Historien om forskning om psykedeliska föreningar i naturen

Dr Jon Ellis säger:"Svampar får generellt sett mindre uppmärksamhet överlag än djur och växter, delvis för att de är mindre uppenbara, människor interagerar mindre med dem och de kan vara svåra att studera. Historiskt sett har det också funnits juridiska hinder som inneburit viss forskning har inte tidigare varit möjligt.Att säga att det gjordes några mycket intressanta studier på 1940- och 50-talen av användningen av LSD som en psykoterapeutisk behandling för alkoholism och tvångssyndrom. Runt den tiden började man också intressera sig för svampar från en antropologisk perspektiv.

"Ett par, familjen Wassons, åkte till Mexiko och bevittnade den rituella användningen av svampar för första gången i religiösa ceremonier. Artiklar som de publicerade gjorde allmänheten uppmärksammad på psykoaktiva svampar. Runt den här tiden fanns det också andra karismatiska individer, som Timothy Leary , som förespråkade användningen av LSD mer allmänt av allmänheten. På 1960-talet kom psykedeliska föreningar verkligen till allmän uppmärksamhet och det ledde slutligen till att regeringar införde nya lagar för att begränsa användningen av dem.

"Under en tid begränsade det också den grundläggande forskning som kunde utföras. På senare tid har människor återvänt till den initiala forskningen och funnit att föreningar som psilocybin kan ha psykoterapeutiska fördelar. Men det har inte tagit upp deras utveckling i naturen, vilket är det som gör forskningen vi gör så spännande.

"Jag hoppas att vårt projekt kan förändra allmänhetens uppfattning om magiska svampar. Men utöver det är att ställa frågor om den biologiska världen en grundläggande del av vår mänskliga natur och det här projektet passar in i en lång berättelse om forskning som ställer frågor om biologisk mångfald och dess utveckling. "