Эра мицелия: грибы изменили облик планеты задолго до появления растений

История жизни на Земле гораздо глубже и удивительнее, чем принято думать. Мы привыкли считать, что "зелёная революция" — появление растений на суше — стало отправной точкой наземных экосистем. Однако новое исследование показывает: задолго до того, как первые растения укоренились в почве, мир уже был подготовлен другими живыми организмами — грибами.

Древнейшие инженеры экосистем

По данным учёных из Окинавского института науки и технологий (OIST) и их международных коллег, предки современных грибов появились примерно 1,4-0,9 миллиарда лет назад. Это значит, что грибы начали осваивать сушу за сотни миллионов лет до растений.

Вместе с водорослями они образовывали микробные сообщества, разрушали породы, перерабатывали питательные вещества и формировали первые почвы. Фактически именно грибы могли стать первыми "инженерами" экосистем, подготовившими Землю для будущей наземной жизни.

Пять независимых шагов к сложности

Как напоминает руководитель исследования Сергей Сёллёши, сложная многоклеточная жизнь возникла минимум пять раз — у животных, растений, грибов, красных и бурых водорослей. Каждая группа самостоятельно выработала механизмы взаимодействия клеток, развития тканей и органов.

"Эволюция многоклеточности произошла как минимум пять раз — у животных, растений, грибов и двух групп водорослей", — отметил профессор Сергей Сёллёши.

Определить возраст животных или растений помогают ископаемые: красные водоросли датируются 1,6 млрд лет, животные — около 600 млн, растения — 470 млн. Но грибы редко оставляют следы в летописи окаменелостей, что долгое время делало их происхождение "белым пятном".

Молекулярные часы и горизонтальный перенос генов

Чтобы восполнить пробелы, исследователи использовали метод "молекулярных часов" — подсчёт мутаций в ДНК для оценки времени расхождения видов. Проблема в том, что эти часы нужно калибровать. Для грибов это особенно сложно из-за редких ископаемых находок.

Необычным решением стал анализ горизонтального переноса генов — редких случаев, когда гены "перепрыгивают" между несвязанными организмами. Такие события дают временные "маяки": если ген перешёл от одной линии к другой, значит, первая существовала раньше второй. На основе 17 таких переносов удалось выстроить временную шкалу эволюции грибов.

Роль грибов в формировании суши

Полученные результаты радикально меняют представления о колонизации суши. Оказывается, растения пришли уже в "подготовленный" мир: древние грибы за миллионы лет до этого наладили круговорот питательных веществ и помогли создать устойчивую экосистему.

"Грибы управляют экосистемами — перерабатывают питательные вещества, взаимодействуют с другими организмами, иногда вызывают болезни. Наш анализ показывает, что они эволюционировали задолго до растений", — подчёркивает соавтор работы, Ленард Л. Санто.

Именно благодаря этому симбиозу грибов и водорослей континенты стали пригодны для освоения другими формами жизни.

Значение открытия

Это исследование не только уточняет хронологию, но и переосмысливает роль грибов в истории планеты. Они оказались первыми колонизаторами суши, без которых растения, а позже и животные, возможно, не смогли бы выжить.

Три любопытных факта

• Самые древние "следы" грибов — фрагменты, найденные в Канаде, датируются более чем миллиардом лет.
• Современные микоризные грибы до сих пор помогают растениям получать минералы из почвы.
• Грибы остаются одними из самых малоизученных организмов: ежегодно открывают тысячи новых видов.

Уточнения

Грибы́ (лат. Fungi или Mycota) — царство живой природы, объединяющее эукариотические организмы, сочетающие в себе некоторые признаки как растений, так и животных. Грибы изучает наука микология, которая считается разделом ботаники, поскольку ранее грибы относили к царству растений.