Учёные переписали историю жизни на Земле: первые жители суши — вовсе не растения

История жизни на Земле — это не просто цепочка появлений новых форм, а постепенное усложнение структур, функций и взаимодействий. От первых одноклеточных до сложных многоклеточных организмов путь длиной в миллиарды лет был полон эволюционных экспериментов. Но среди всех ветвей древа жизни есть одна, которая долго оставалась загадкой для учёных, — грибы.

Когда жизнь стала многоклеточной

Первые многоклеточные организмы появились не мгновенно: клетки не просто собрались вместе, а научились делить обязанности. Так возникли ткани, органы и целые системы.

• Красные водоросли, как полагают, существовали уже 1,6 миллиарда лет назад.
• Животные появились около 600 миллионов лет назад - об этом говорят эдиакарские окаменелости.
• Первые наземные растения прижились примерно 470 миллионов лет назад, оставив микроскопические споры.

Эти данные позволяют выстроить хронологию усложнения жизни. Но есть одно исключение: грибы. Их место на шкале времени долго оставалось туманным.

Загадка грибного царства

Грибы не похожи ни на растения, ни на животных. Они не фотосинтезируют, но и не питаются, как животные. Их тела состоят из тонких нитей — гиф, которые почти не оставляют следов в летописи окаменелостей. Из-за этого эволюционную историю грибов долгое время невозможно было проследить с той же точностью, что и других царств.

Кроме того, грибы многоклеточными становились несколько раз - независимо друг от друга. Это значит, что их "многоклеточность" не имеет единого происхождения, а является результатом разных эволюционных путей.

Как учёные измеряют время без часов

Чтобы восполнить пробелы в данных, биологи используют так называемые молекулярные часы. Этот метод основан на постоянной скорости накопления мутаций в ДНК. Чем больше различий между геномами двух видов, тем дольше они эволюционно разделены.

Однако молекулярные часы сами по себе показывают относительное время, но не абсолютные даты. Для "калибровки" нужны достоверные окаменелости — биологические вехи, с которыми можно соотнести мутационные изменения. А вот именно с этим у грибов всегда были трудности.

Новый подход — горизонтальный перенос генов

Решение пришло от японских исследователей, которые решили использовать другой источник данных — горизонтальный перенос генов. Этот процесс встречается, когда фрагменты ДНК передаются не от родителя к потомку (вертикально), а между разными видами — как будто "в сторону".

"В то время как гены обычно передаются "вертикально" от родителя к ребёнку, это как скачок гена "по горизонтали" от одного вида к другому. Эти события предоставляют мощные временные подсказки", — пояснил профессор Гергей Дж. Сёллёси из Окинавского института науки и технологий.

Если ген из линии A обнаруживается в линии B, можно сделать вывод: A существовала раньше. Используя 17 случаев таких переносов, учёные выстроили цепочку отношений "старше — младше" и соединили её с имеющимися палеонтологическими данными.

Открытие, перевернувшее хронологию

Результаты оказались впечатляющими: общий предок современных грибов жил около 1,4-0,9 миллиарда лет назад - то есть задолго до появления растений на суше.

Это открытие изменило представление о ранней биосфере Земли. Получается, грибы уже существовали в то время, когда суша была почти безжизненной. Они взаимодействовали с водорослями, помогая им осваивать новые среды, и, возможно, подготовили почву для будущих экосистем - в прямом смысле слова.

Как грибы изменили планету

Современные грибы играют ключевую роль в круговороте веществ: они разлагают органику, обогащают почву, живут в симбиозе с растениями. Вероятно, эти функции возникли ещё у древних видов.

Их ранние формы могли:

• перерабатывать горные минералы, выделяя органические кислоты;
• связывать водоросли и бактерии в устойчивые микросообщества;
• создавать первые почвенные структуры, где позже прижились растения.

Так грибы стали своеобразными инженерами экосистем, заложившими основу для жизни на суше.

А что если грибы появились ещё раньше?

Некоторые исследователи считают, что возраст грибного царства может превышать 1,5 миллиарда лет. Если это так, то именно грибы — а не растения — были первыми сложными организмами, осваивавшими сушу. Возможно, они сформировали первичный "зелёный налёт" планеты задолго до того, как появились мхи и папоротники.

Плюсы и минусы нового подхода

3 интересных факта

1. Самые древние предполагаемые грибные структуры нашли в Конго — их возраст оценивается в 715 миллионов лет.
2. Генетический анализ показывает, что грибы ближе к животным, чем к растениям.
3. Некоторые современные виды могут существовать без кислорода, что указывает на их древнее происхождение.

Исторический контекст

До конца XX века считалось, что грибы — "поздние спутники" растений. Однако развитие молекулярной биологии изменило эту картину. Теперь очевидно: они возникли задолго до того, как появились первые леса. Грибы не просто часть экосистем — они одни из её первых архитекторов.

Эта история — напоминание о том, как малая деталь ДНК способна изменить понимание всей истории жизни. Грибы, некогда незаметные и эфемерные, оказались первыми архитекторами биосферы, без которых современная Земля могла бы выглядеть совсем иначе.