Μια νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε στην επιθεώρηση «Nature Ecology & Evolution» αναφέρει ότι οι μύκητες εμφανίστηκαν εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια πριν από τα φυτά στη Γη. Αυτοί οι αρχαίοι μύκητες ενδέχεται να δημιούργησαν το πρώτο κατοικήσιμο περιβάλλον στη στεριά, συνεργαζόμενοι με τα φύκη για να ανακυκλώνουν θρεπτικά συστατικά και να δημιουργούν πρωτόγονα εδάφη.
Η μελέτη προσφέρει νέα στοιχεία για την προέλευση και την εξέλιξη των μυκήτων αποκαλύπτοντας τον καθοριστικό τους ρόλο στη διαμόρφωση από τα πρώτα χερσαία οικοσυστήματα. Η έρευνα που πραγματοποιήθηκε από διεθνή ομάδα ερευνητών με επικεφαλής επιστήμονες από το Ινστιτούτο Επιστήμης και Τεχνολογίας της Οκινάουα (OIST) υποδεικνύει ότι οι μύκητες άρχισαν να διαφοροποιούνται εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια πριν εμφανιστούν τα φυτά στη στεριά.
Πέντε ανεξάρτητες πορείες προς την πολύπλοκη ζωή
«Η πολύπλοκη πολυκυτταρική ζωή, οργανισμοί αποτελούμενοι από πολλά συνεργαζόμενα κύτταρα με εξειδικευμένους ρόλους, εξελίχθηκε ανεξάρτητα σε πέντε μεγάλες ομάδες: στα ζώα, στα χερσαία φυτά, στους μύκητες, στα ερυθρά και στα καστανά φύκη. Σε έναν πλανήτη που κυριαρχούνταν από μονοκύτταρους οργανισμούς, μια επαναστατική αλλαγή συνέβη τουλάχιστον πέντε φορές: η εμφάνιση της πολυκυτταρικής ζωής» αναφέρει ο καθηγητής Γκέργκελι Σολόζι επικεφαλής της Μονάδας Μοντελοβασιζόμενης Εξελικτικής Γονιδιωματικής στο OIST, εκ των επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας.
Η μετάβαση αυτή δεν σήμαινε απλώς ότι τα κύτταρα ενώνονταν σε συσσωματώματα· σήμαινε την εμφάνιση πραγματικών οργανισμών με εξειδικευμένα κύτταρα και οργανωμένους ιστούς και όργανα, όπως συμβαίνει και στο ανθρώπινο σώμα. Για να επιτευχθεί αυτή η μεταμόρφωση, χρειάστηκαν πολύπλοκοι μοριακοί μηχανισμοί που επέτρεψαν στα κύτταρα να προσκολλώνται μεταξύ τους και να επικοινωνούν αποτελεσματικά — προσαρμογές που εξελίχθηκαν ανεξάρτητα σε κάθε μία από τις πέντε ομάδες.
Απολιθώματα και το μυστήριο των μυκήτων
Για τις περισσότερες από αυτές τις ομάδες τα απολιθώματα λειτουργούν σαν ένα γεωλογικό ημερολόγιο που μας δίνει χρονικά σημεία αναφοράς. Τα ερυθρά φύκη εμφανίζονται ίσως ήδη πριν από 1,6 δισεκατομμύρια χρόνια, τα ζώα περίπου πριν από 600 εκατομμύρια χρόνια, τα χερσαία φυτά γύρω στα 470 εκατομμύρια χρόνια και τα καστανά φύκη πολύ αργότερα.
Ωστόσο, υπάρχει μια σημαντική εξαίρεση: οι μύκητες. Οι μαλακές, νηματοειδείς δομές τους δεν απολιθώνονται εύκολα και επιπλέον η πολυκυτταρικότητα στους μύκητες εξελίχθηκε πολλές φορές ανεξάρτητα καθιστώντας δύσκολο τον εντοπισμό μιας ενιαίας «αφετηρίας» στην απολιθωματική καταγραφή.
Ξεκλειδώνοντας το «μοριακό ρολόι»
Για να ξεπεράσουν τα κενά στα απολιθώματα οι επιστήμονες χρησιμοποιούν το λεγόμενο «μοριακό ρολόι» δηλαδή την ιδέα ότι οι γενετικές μεταλλάξεις συσσωρεύονται με σταθερό ρυθμό με την πάροδο του χρόνου. Συγκρίνοντας τις διαφορές στο DNA μεταξύ δύο ειδών μπορούν να εκτιμήσουν πότε διαχωρίστηκαν από έναν κοινό πρόγονο.
Το πρόβλημα είναι ότι το ρολόι αυτό πρέπει να ρυθμιστεί με «σημεία αναφοράς» από απολιθώματα. Με τους μύκητες να διαθέτουν ελάχιστα απολιθώματα, η βαθμονόμηση αυτή είναι δύσκολη. Η ομάδα του OIST χρησιμοποίησε μια πρωτοποριακή μέθοδο: οριζόντιες μεταφορές γονιδίων (HGT), περιπτώσεις όπου ένα γονίδιο «πηδά» από ένα είδος σε άλλο.
«Αν ένα γονίδιο από έναν αρχαιότερο κλάδο Α βρεθεί να έχει μεταφερθεί σε έναν νεότερο κλάδο Β τότε γνωρίζουμε ότι ο πρόγονος του Α πρέπει να προϋπήρχε του απογόνου του Β» εξηγεί ο Σολόζι. Με τον εντοπισμό 17 τέτοιων “γονιδιακών αλμάτων”, η ομάδα κατάφερε να ορίσει σχέσεις «παλαιότερο/νεότερο» και να βελτιώσει τη χρονολόγηση των μυκήτων.
Ένα αναθεωρημένο χρονοδιάγραμμα
Η ανάλυση δείχνει ότι ο κοινός πρόγονος όλων των σημερινών μυκήτων έζησε πριν από 0,9 έως 1,4 δισεκατομμύρια χρόνια πολύ νωρίτερα από την εμφάνιση των φυτών στη στεριά. Αυτό σημαίνει ότι υπήρχε μια μακρά περίοδος συνεργασίας μυκήτων και φυκών που προετοίμασε το έδαφος για τη ζωή στη στεριά.
«Οι μύκητες κινούν τα οικοσυστήματα ανακυκλώνουν θρεπτικά συστατικά, συνεργάζονται με άλλους οργανισμούς και μερικές φορές προκαλούν ασθένειες. Το να γνωρίζουμε πότε ακριβώς διαφοροποιήθηκαν δείχνει ότι οι μύκητες υπήρχαν πολύ πριν από τα φυτά γεγονός που υποστηρίζει την ιδέα ότι οι πρώιμες συνεργασίες τους με τα φύκη άνοιξαν τον δρόμο για τα χερσαία οικοσυστήματα» λέει ο Δρ. Λέναρντ Ζάνθο, εκ των επικεφαλής της μελέτης.
Προετοιμάζοντας τον κόσμο για τα φυτά
Αυτό το νέο χρονοδιάγραμμα αλλάζει ριζικά την κατανόησή μας για το πώς η ζωή κατέκτησε τη στεριά. Υποδηλώνει ότι εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια πριν ριζώσουν τα πρώτα φυτά, οι μύκητες ήδη υπήρχαν και συνεργάζονταν με φύκη σε μικροβιακές κοινότητες.
Αυτή η μακρά «προπαρασκευαστική φάση» μπορεί να ήταν κρίσιμη για τη δημιουργία κατοικήσιμης στεριάς. Διασπώντας τα πετρώματα και ανακυκλώνοντας τα θρεπτικά συστατικά, οι αρχαίοι μύκητες ενδέχεται να υπήρξαν οι πρώτοι «μηχανικοί οικοσυστημάτων» — δημιουργώντας τα πρώτα εδάφη και μεταμορφώνοντας το περιβάλλον.
Με αυτή τη νέα οπτική τα φυτά δεν κατέκτησαν μια άγονη στεριά αλλά έναν κόσμο που είχε ήδη προετοιμαστεί για αυτά από τους αρχαίους και επίμονους μύκητες.
