Международная группа ученых пересмотрела эволюционную историю грибов, заключив, что эти организмы появились на Земле значительно раньше, чем считалось. Согласно новым данным, грибы возникли от 900 миллионов до 1,4 миллиарда лет назад, активно развиваясь за сотни миллионов лет до появления первых растений. Результаты этого исследования, опубликованные в журнале Nature Ecology & Evolution, стали возможными благодаря передовым аналитическим методам и новым эволюционным моделям, объединяющим различные техники датирования.
В состав исследовательской группы вошли специалисты из разных стран и научных областей, включая эволюционного биолога Эдуарда Оканью из Открытого университета Каталонии (UOC). «Как группа, грибы намного старше, чем предполагалось ранее. Весьма вероятно, что они существовали уже более миллиарда лет назад, что делает их одной из старейших крупных групп эукариот», — отмечает Оканья. Это означает, что царство грибов, включающее в себя грибы, плесень и одноклеточные организмы, такие как дрожжи, предшествовало появлению как животных (возникших около 600 миллионов лет назад), так и многоклеточных наземных растений (около 500 миллионов лет назад).
Долгое время восстановить эволюционную историю грибов было крайне сложно из‑за их мягкой, нитевидной структуры, которая редко сохраняется в виде окаменелостей. Чтобы решить эту проблему, исследователи применили комплексный подход, объединив три источника данных: немногочисленные известные окаменелости грибов, геномные последовательности более сотни видов и информацию о горизонтальном переносе генов. Этот необычный, но крайне информативный процесс оказался ключевым для анализа.
Горизонтальный перенос генов — это явление, при котором ген перемещается от одного вида к другому. «Когда ген перескакивает от одного организма к другому, это указывает на то, что оба организма существовали в одно и то же время», — поясняет Оканья. «Это позволяет нам установить относительную хронологию, так как любой родственник линии-донора должен быть старше любого потомка линии, получившей ген». Объединив данные этих генетических обменов с другими методами молекулярного датирования и высокоскоростными вычислительными моделями, команда смогла создать значительно более точную и детальную эволюционную хронологию для более чем 100 видов грибов.
Открытия не ограничиваются простым уточнением дат. Они кардинально меняют наше представление о самых ранних наземных экосистемах Земли, которые плохо представлены в палеонтологической летописи. По словам Оканьи, «наши данные показывают, что грибы уже присутствовали в наземных условиях по меньшей мере 800 миллионов лет назад и вступали в экологическое взаимодействие с предками многоклеточных наземных растений, хотя степень сложности этих взаимодействий пока неясна». Эти древние предки, вероятно, были похожи на группы зеленых водорослей, эволюционно ближайших к многоклеточным наземным растениям, некоторые из которых уже обладали способностью адаптироваться к неводной среде.
Сегодня грибы образуют симбиотические отношения с большинством растений, снабжая их питательными веществами в обмен на углеводы. Эти древние взаимосвязи, известные как микоризы, могли возникнуть еще на заре жизни на суше. Задолго до появления сложных растений грибы, возможно, помогали водорослям и примитивным растениям адаптироваться к наземным условиям, получая взамен новые источники энергии. «Если мы признаем, что грибы сыграли решающую роль в колонизации Земли растениями, то наша теория состоит в том, что это партнерство могло начаться гораздо раньше, чем считалось, в среде, похожей на биологические почвенные корки или микробные маты, которые существуют и сегодня», — добавляет Оканья.
Традиционные представления описывают раннюю Землю как бесплодную планету до появления растений около 500 миллионов лет назад. Данное исследование оспаривает эту точку зрения. Новые доказательства указывают на то, что грибы активно развивались на протяжении сотен миллионов лет, взаимодействуя с ранними формами жизни и преобразуя ландшафт. Разлагая минералы, высвобождая питательные вещества и способствуя формированию первых почв, эти древние организмы сыграли ключевую роль в создании более благоприятных условий для последующей жизни на Земле.
Это открытие, ставшее результатом тесного сотрудничества экспертов в области эволюции, палеонтологии и молекулярной биологии, подчеркивает важность междисциплинарных инноваций. «Идея возникла благодаря инновационному инструменту, разработанному венгерской группой доктора Гергея Й. Сёллёши, членом которой я был во время своей постдокторской работы», — рассказал Оканья. «Эти результаты были бы невозможны без сотрудничества и вклада исследователей из Венгрии, Англии, Японии и Каталонии». Команда планирует применить свой подход к другим ветвям сложной жизни, чтобы уточнить наше понимание эволюции в целом. «Грибы стали отличным объектом исследования, поскольку нехватка их окаменелых останков означала, что наш подход принес значительную дополнительную ценность. Следующая задача — распространить эти методы на всех эукариот, чтобы разработать гораздо более точные молекулярные часы для всей сложной жизни», — заключил ученый.
