Сложная многоклеточная жизнь на Земле возникала независимо несколько раз: у животных, наземных растений, грибов, красных водорослей. Для большинства групп ископаемые останки служат надежным календарем эволюции. Красные водоросли появились около 1,6 миллиарда лет назад, животные — примерно 600 миллионов лет назад, наземные растения укоренились около 470 миллионов лет назад. Но грибы долгое время оставались загадкой: их мягкие тела плохо сохраняются в окаменелостях.
Грибы готовили Землю к жизни за сотни миллионов лет до появления растений
Исследователи из Института науки и технологий Окинавы (OIST) и их коллеги опубликовали работу, которая перестраивает понимание эволюции наземных экосистем. Ученые показали, что грибы начали развиваться на суше за сотни миллионов лет до появления наземных растений и подготовили континенты к их приходу.
Культура грибка Hypomyces completus. Public Domain
Молекулярные часы работают на принципе накопления мутаций в ДНК с относительно постоянной скоростью. Сравнивая генетические различия между видами, ученые оценивают время их расхождения от общего предка. Но эти часы нуждаются в калибровке через окаменелости. Горизонтальный перенос генов — редкое явление, когда генетический материал передается не «по вертикали» от родителя к потомку, а «по горизонтали» между неродственными организмами. Такие события позволяют установить временные ограничения: вид-донор должен существовать раньше вида-реципиента.
Чтобы устранить пробелы в летописи, ученые уже использовали молекулярные часы — метод датировки по накоплению генетических мутаций. Но команда OIST пошла дальше, применив новый подход: анализ горизонтального переноса генов между разными грибными линиями. «Если ген из линии А перескочил в линию Б, это устанавливает четкое правило: предки линии А должны быть старше потомков линии Б», — объясняет профессор Герджели Сёллёси, один из авторов работы. Статья опубликована в журнале Nature Ecology & Evolution.
Эпоха грибов
Batrachochytrium dendrobatidis на пресноводном рачке (a) и на водоросли (b). Относится к одному из древнейших видов грибков хитридиомицетам.
Идентифицировав 17 таких переносов генов, исследователи установили серию временных связей и уточнили грибную хронологию. Анализ показал, что общий предок современных грибов жил примерно 1,4–0,9 миллиарда лет назад — задолго до растений. Соавтор исследования доктор Ленард Сантхо подчеркивает: «Грибы управляют экосистемами — перерабатывают питательные вещества, кооперируются с другими организмами. Определение их временной шкалы показывает, что грибы развивались задолго до растений, взаимодействуя с водорослями и готовя почву для наземных экосистем».
Мукор на хлебе, плесневый грибок. Относится к одному из древнейших видов грибков зигомицетам.
Новая временная шкала переворачивает представление о колонизации суши. Сотни миллионов лет грибы разрушали породы, создавали примитивные почвы и изменяли континенты. Растения пришли не в безжизненную пустошь, а в мир, подготовленный древним грибным царством.