Переписывая историю жизни: грибы царствовали на Земле за сотни миллионов лет до растений
Новое исследование, проведенное учеными из Окинавского института науки и технологий (OIST) и их коллегами, коренным образом меняет представления о ранней эволюции жизни на Земле, в частности, о роли и происхождении грибов. Работа, возглавляемая профессором Гергеем Й. Селлеши, указывает на то, что грибы диверсифицировались за сотни миллионов лет до появления наземных растений, что позволяет по-новому взглянуть на формирование первых наземных экосистем.
Согласно общепринятой теории, сложная многоклеточная жизнь, характеризующаяся организмами со специализированными клетками, образующими ткани и органы, независимо эволюционировала в пяти основных группах: животные, наземные растения, грибы, красные и бурые водоросли. Понимание временных рамок возникновения этих групп является фундаментальным для реконструкции истории жизни.
Однако, в то время как для четырех из этих групп палеонтологическая летопись предоставляет относительно четкие временные ориентиры, царство грибов долгое время оставалось загадкой. Причиной тому служат мягкие, нитевидные тела грибов, которые крайне редко и плохо сохраняются в окаменелостях. Кроме того, сложность заключалась в том, что грибы эволюционировали к многоклеточности несколько раз от разных одноклеточных предков, что делало затруднительным определение единой точки отсчета.
Для преодоления пробелов в палеонтологической летописи исследователи применили инновационный подход, сочетающий традиционный метод молекулярных часов с анализом горизонтального переноса генов. Молекулярные часы, основанные на предположении о относительно постоянной скорости накопления генетических мутаций, сами по себе не могут дать абсолютной хронологии без калибровки по надежным ископаемым данным. Учитывая скудность таких данных для грибов, команда OIST использовала новый источник временных подсказок.
Они идентифицировали 17 случаев горизонтального переноса генов, когда ген «перепрыгивал» от одной эволюционной линии грибов к другой. Этот процесс устанавливает четкое временное правило: предки линии-донора гена должны были существовать раньше, чем потомки линии-реципиента. Комбинация этих временных ограничений «старше/моложе» с имеющимися палеонтологическими данными позволила ученым с беспрецедентной точностью сузить временные рамки эволюции грибов.
Результаты анализа рисуют революционную картину. Они свидетельствуют о том, что общий предок современных грибов существовал в глубокой древности, примерно 1,4 – 0,9 миллиарда лет назад. Это означает, что грибы начали диверсифицироваться задолго до появления первых наземных растений, которые, согласно ископаемым спорам, появились лишь около 470 миллионов лет назад. Данное открытие имеет далеко идущие последствия для понимания колонизации суши. Оно подтверждает гипотезу о длительной и тесной связи грибов с водорослями в докембрийский период. Эти древние взаимодействия, вероятно, происходили в рамках микробных сообществ на границе раздела воды и суши и сыграли ключевую роль в подготовке планеты для будущей жизни.
Как подчеркивает соавтор исследования Ленард Санто, грибы являются управляющей силой экосистем, ответственной за переработку питательных веществ и формирование взаимодействий между организмами. Новая хронология предполагает, что именно грибы могли выступить в роли первых экосистемных инженеров Земли. Разрушая горные породы и запуская биогеохимические циклы, древние грибы, вероятно, начали процесс почвообразования, создавая примитивные, но жизнеспособные почвы. Таким образом, когда первые растения начали осваивать сушу, они колонизировали не безжизненную и бесплодную пустошь, а среду, которая на протяжении сотен миллионов лет постепенно подготавливалась и преобразовывалась деятельностью грибного царства. Это переосмысливает саму концепцию освоения суши, выдвигая грибы на роль одних из главных архитекторов наземной биосферы.
Присоединяйтесь к нам в соцсетях
