Нові дослідження, опубліковані в журналі Nature Ecology & Evolution, радикально змінюють уявлення про роль грибів в еволюції життя на Землі. Міжнародна команда вчених на чолі з дослідниками з Окінавського інституту науки і технологій (OIST) встановила, що гриби почали диверсифікуватися за сотні мільйонів років до появи перших наземних рослин. Це відкриття свідчить про їхню ключову роль у формуванні ранніх екосистем на суші. 1
П’ять шляхів до складного життя
За словами професора Гергеля Й. Сьолйоїші, керівника дослідження та голови лабораторії еволюційної геноміки в OIST, складне багатоклітинне життя виникало незалежно щонайменше п’ять разів — у тварин, наземних рослин, грибів, червоних і бурих водоростей. Цей процес вимагав появи механізмів, які дозволяли клітинам взаємодіяти, обмінюватися сигналами та виконувати спеціалізовані функції в межах одного організму.
Коли з’явилися перші складні організми?
Дослідники покладаються на викопні рештки, щоб датувати появу основних еволюційних ліній:
- червоні водорості — близько 1,6 мільярда років тому,
- тварини — приблизно 600 мільйонів років тому (такі скам’янілості як Dickinsonia),
- наземні рослини — близько 470 мільйонів років тому,
- бурі водорості — значно пізніше.
Але з грибами ситуація складніша. Через м’яку структуру їхнє тіло рідко зберігається у викопному стані, а складне життя у грибів виникало кілька разів незалежно, що ускладнює реконструкцію їхнього походження.
Як “працює” молекулярний годинник
Через брак скам’янілостей команда дослідників звернулася до молекулярної філогенетики. За допомогою молекулярного годинника — методу, що базується на постійному темпі накопичення мутацій у ДНК, — можна визначити відносний час розходження ліній. Але щоб перевести цей “час” у реальні дати, потрібно мати опорні точки з палеонтології.
Команда з OIST застосувала новий підхід: горизонтальне перенесення генів (HGT), тобто випадки, коли гени “перескакували” від одного виду до іншого. Це явище, хоч і рідкісне, дає унікальні часові підказки. Якщо ген з’явився у лінії B, але походить з лінії A, це означає, що предки A жили раніше, ніж нащадки B.
Завдяки аналізу 17 таких випадків, дослідники змогли суттєво звузити часові межі еволюції грибів.
Гриби — перші інженери екосистем
Результати дослідження вказують на те, що спільний предок сучасних грибів жив приблизно 1,4–0,9 мільярда років тому — набагато раніше за появу наземних рослин. Цей факт підтримує гіпотезу про давнє партнерство грибів з водоростями, що могло сприяти формуванню первинних екосистем на суші.
Соавтор дослідження, доктор Ленард Л. Санто, зазначає:
“Гриби керують екосистемами — вони розкладають речовини, вступають у симбіоз із іншими організмами, іноді спричиняють хвороби. Визначення часу їхньої появи показує, що вони діяли задовго до рослин, імовірно, взаємодіючи з водоростями і готуючи ґрунт до заселення.”
У цьому новому баченні історії життя на Землі, перші рослини не вторглися на “порожню” сушу. Вони прийшли у світ, який протягом сотень мільйонів років змінювався завдяки діяльності грибів — які руйнували гірські породи, формували ґрунти та забезпечували колообіг поживних речовин.
На зображенні: скам’янілість дикінсонії, що свідчить про існування стародавнього тваринного світу. Citronnel/Wikimedia Commons, copyright CC-BY-SA-4.0
Щопʼятниці отримуйте найцікавіші статті за тиждень на ваш імейл.
😲 Бонус! PDF-добірка «Найдивніші свята року».
