浙江
科学家最新研究发现，真菌早在植物数百万年前就已经在地球上出现。这些古老真菌或许为陆地生命的繁荣做好了准备，它们与藻类合作，循环养分并构建原始的土壤。
近日发表在《Nature Ecology & Evolution》上的一项新研究，为真菌的起源与演化提供了新的见解，揭示出真菌对最早陆地生态系统形成的关键作用。研究由冲绳科学技术大学院大学（OIST）团队与多国合作完成。结果显示，真菌在植物出现之前，已经经历了数亿年的分化。
OIST模型进化基因组研究组主任、论文作者Gergely J. Szöllősi教授指出：“复杂多细胞生命——即具备专门细胞并协作的有机体——分别在动物、陆地植物、真菌、红藻与褐藻五大主要类群中独立进化，在曾由单细胞生物主导的地球上，这一革命性转变至少发生了五次。理解这些类群何时出现，是解开地球生命历史的关键。”
多细胞生命的出现不仅仅是细胞聚集，更是不同功能细胞组织成组织与器官。实现这一转变需复杂分子系统，使细胞间紧密结合并建立精细的协调通信。这些机制分别在五个类群中独立产生。
在大多数类群中，化石记录如地质年表般给出清晰的时间锚点。例如，红藻的化石可能可追溯到16亿年前（印度发现的类似海藻化石）；动物则在约6亿年前出现（埃迪卡拉纪如Dickinsonia化石）；陆地植物则约在4.7亿年前生根（微小孢子化石）；褐藻则是在其后数千万到亿年间分化。这些证据共同绘制了生命复杂性演化的时间图景。
但真菌却成为化石年表中的例外。由于真菌大多为柔软的丝状体，极难完整化石化。此外，动物和植物似乎仅有一次复杂多细胞性的起源，真菌却源自多种不同的单细胞祖先，多次独立演化出复杂多细胞性，使其在稀少的化石记录中难以追溯起点。
为填补真菌化石记录的空白，科学家采用“分子钟”方法。遗传突变在生物世代间稳定积累，可用基因差异推算物种分化时间。但分子钟本身只能显示相对时间，需要通过化石记录进行校准，然而真菌化石稀少，一直缺乏有效锚点。本次OIST团队创新性地引入了“基因水平转移”信息（HGT），即基因在不同真菌谱系之间的跨谱系转移。
Szöllősi教授解释道：“基因通常是‘垂直’从亲代传给子代，但水平转移则像是基因‘横向’跳到另一物种。这带来强有力的时间推断。比如A谱系的基因出现在B谱系，说明A谱系祖先比B谱系后代古老。”
研究团队共鉴定出17例基因转移，结合化石数据，为真菌分化时间线提供了新约束。
分析显示，现存真菌共同祖先可追溯至约14亿至9亿年前，远早于陆地植物。这一时间线支持真菌与藻类在早期陆地生态系统中长期合作，为后续生命登陆做准备。
论文共同第一作者Dr. Lénárd L. Szánthó表示：“真菌调控着生态系统——回收养分，与其他生物共生，有时也致病。确定真菌分化时间线说明它们在植物出现之前就已多样化，与藻类协作，是陆地生态系统的奠基者。”
这条全新时间线重新定义了生命登陆的故事。数亿年前，真菌已与藻类在微生物群落中活跃，为大陆宜居化打下基础。通过分解岩石、循环养分，这些古老真菌可能是最早的生态系统工程师，创建了原始土壤，深刻改变了陆地环境。在这种新视角下，植物登陆的并非荒凉大陆，而是经过真菌王国千万年改造的宜居世界。
编译自/ScitechDaily
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