Как грибы помогли создать жизнь в её современном виде
Согласно исследованию учёных из Университета Лидса, современный мир, визуально доминируемый животными и растениями, не был бы возможен без грибов.
Исследователи провели эксперименты, выращивая растения и грибы в атмосфере, имитирующей древнюю Землю. Включив их результаты в компьютерные модели, они показали, что грибы были необходимы для создания богатой кислородом атмосферы.
Считается, что планета обрела кислородную атмосферу около 500–400 миллионов лет назад, когда CO2 постепенно перерабатывался первыми наземными растениями в процессе фотосинтеза. Команда учёных (д-р Кэти Филд, д-р Сара Баттерман и д-р Бенджамин Миллс) показала, что грибы сыграли ключевую роль в этом процессе, «добывая» из горных пород питательный фосфор и передавая его растениям для усиления фотосинтеза.
Новое исследование демонстрирует, что количество передаваемого фосфора в древних атмосферных условиях могло быть огромным. С помощью компьютерной модели «системы Земли» команда показала, что грибы обладали способностью кардинально менять древнюю атмосферу.
Жизненно важные отношения
Ранние формы растительной жизни, не имевшие корней и сосудистой системы, сталкивались с «почвой», представлявшей собой минеральный продукт без органики. Поэтому их симбиоз с грибами был критически важен.
Грибы способны извлекать минералы из пород посредством биологического выветривания, выделяя органические кислоты для растворения горных пород. Передавая эти минералы (в частности, фосфор) растениям для их роста, грибы взамен получали углерод, производимый растениями в процессе фотосинтеза CO2.
Газообмен
Лабораторные эксперименты показали, что разные древние грибы (существующие и сегодня) проводили этот обмен с разной скоростью. Это влияло на темпы производства кислорода растениями и, как следствие, на скорость изменения атмосферы от состояния, богатого CO2, к тому, которое мы знаем сегодня.
Ключевые выводы моделирования:
- Разные типы симбиоза «растение-гриб» могли по-разному влиять на глобальные циклы фосфора и углерода.
- Это сильно меняло климат Земли за счёт поглощения CO2 для фотосинтеза.
- Влияло на сроки повышения уровня кислорода в атмосфере.
Как отметили учёные:
- Д-р Филд: «Различия в углеродо-питательном обмене между растениями и грибами могли существенно изменить время роста кислорода в атмосфере».
- Д-р Миллс: «Наша работа ясно показывает важность грибов в создании кислородной атмосферы».
- Д-р Баттерман: «Наше исследование показывает, что крошечные организмы, такие как грибы, могут оказывать серьёзное влияние на глобальную среду».
Исследование «Nutrient acquisition by symbiotic fungi governs Palaeozoic climate transition» опубликовано в Philosophical Transactions of the Royal Society B.