Một loại nấm hàng tỷ năm tuổi có thể nắm giữ manh mối về sự sống trên đất liền

Khoa Học/Công Nghệ

Một bộ đệm hóa thạch siêu nhỏ từ gợi ý Bắc Cực mà nấm tiến hóa từ lâu trước thực vật.

Quảng cáo

Các nhà khoa học báo cáo hôm thứ Tư rằng họ đã phát hiện ra những hóa thạch lâu đời nhất của nấm, một phát hiện có thể định hình lại sự hiểu biết của chúng ta về cách cuộc sống lần đầu tiên đến trên đất liền từ các đại dương.

Nấm là những người khổng lồ vô hình của thế giới tự nhiên, ngay cả khi hầu hết mọi người chỉ biết lờ mờ về chúng như những con cóc dọc theo một con đường mòn đi bộ đường dài, hoặc nấm rắc trên một chiếc bánh pizza.

Các nhà khoa học đã xác định được khoảng 120.000 loài nấm cho đến nay, nhưng ước tính có khoảng 3,3 triệu loài. Để so sánh, tất cả các động vật có vú sống bao gồm ít hơn 6.400 loài.

Thành công của nấm là kết quả chủ yếu từ cách cho ăn độc đáo của chúng. Thay vì hấp thụ ánh sáng mặt trời như thực vật hoặc nuốt chửng các sinh vật khác như động vật, nấm phun ra các enzyme mạnh mẽ. Chúng phá vỡ các tế bào xung quanh hoặc thậm chí là đá, mà nấm lởm chởm.

Nấm sử dụng chiến lược này theo nhiều cách khác nhau. Một số tấn công cơ thể chúng ta, tạo ra rủi ro nghiêm trọng cho sức khỏe. Các loại khác phát triển mạnh trên da ếch và kỳ nhông, đe dọa hàng trăm loài bị tuyệt chủng. Thực vật cũng là nạn nhân: Một số loại nấm gây ra mối đe dọa lớn đối với cây trồng trên thế giới.

Nhưng nhiều loại nấm khác là đối tác quan trọng đối với động vật và thực vật. Bò mọc nấm trong dạ dày của chúng để giúp phá vỡ các loại cỏ khó khăn mà chúng ăn. Hầu hết các nhà máy đan xen rễ của chúng với mạng lưới các sợi nấm dưới đất cung cấp chất dinh dưỡng.

[ Giống như trang Thời báo Khoa học trên Facebook. | Đăng ký nhận bản tin Thời báo Khoa học. ]

Và khi thực vật và động vật chết, nấm sử dụng các enzyme mạnh mẽ của chúng để nhanh chóng phá vỡ các mô chết, giải phóng các chất dinh dưỡng cho người sống để tận hưởng. Thế giới sẽ trở thành một ngôi nhà than hôi thối nếu nấm biến mất.

Tầm quan trọng sinh thái của nấm đã khiến các nhà khoa học tự hỏi về lịch sử tiến hóa của chúng. Nhưng các bào tử và gân nấm mọc lên thường không hình thành hóa thạch, khiến câu chuyện khó được khám phá.

Vào đầu những năm 1900, các nhà nghiên cứu đã tìm thấy một bộ đệm của các hóa thạch nấm đáng chú ý ở Scotland có tuổi đời là 407 triệu năm. Nấm đã biến thành đá trong các suối nước nóng giàu khoáng chất, được bảo quản trong chi tiết cực nhỏ.

Một số trong số chúng dường như đã hợp tác với các loài thực vật cũng để lại hóa thạch trong đá. Những người khác dường như có chuyên môn trong việc phá vỡ vật chất chết.

Cho đến nay, những hóa thạch đó là bằng chứng rõ ràng lâu đời nhất về nấm. Nhiều nhà khoa học coi chúng là ảnh chụp cuộc chinh phục đất đai sớm. Nấm và thực vật đã lên bờ với nhau như là đối tác sinh thái, dường như. Cùng nhau, họ biến những vùng đất cằn cỗi thành một môi trường sống trải thảm.

Gần đây, mặc dù, một số nhà nghiên cứu đã không hài lòng với kịch bản này.

Bằng cách so sánh DNA của các loài khác nhau, các nhà khoa học đã vẽ ra một cây nấm tiến hóa. Nếu hóa thạch Scotland là một trong những thành viên đầu tiên của vương quốc nấm, bạn sẽ hy vọng rằng nấm sống sẽ có chung một tổ tiên không nhiều trước 407 triệu năm.

Nhưng đó không phải là những gì cây DNA nói với chúng ta. Các gen của nấm sống chỉ ra rằng tổ tiên chung của chúng đã sống hơn một tỷ năm trước.

Có thể có một khoảng cách 600 triệu năm trong hồ sơ hóa thạch? Trong những năm gần đây, các nhà khoa học đã tìm kiếm nấm trong những tảng đá cũ hơn những người ở Scotland và họ đã tìm thấy một vài hóa thạch siêu nhỏ trông giống như chúng có thể là nấm. Nhưng họ đã quá mơ hồ để thuyết phục nhiều chuyên gia.

Các hóa thạch mới được đưa ra ánh sáng trong một cuộc thám hiểm địa chất đến rìa cằn cỗi của Bắc Cực Canada. Vào năm 2014, Robert Rainbird, một nhà khoa học nghiên cứu tại Cục khảo sát địa chất Canada, đã chú ý đến những vệt đen trên một mảnh đá phiến.

Anh ta biết rằng đôi khi những đốm lửa như thế này hóa ra là hóa thạch siêu nhỏ. Tôi nghĩ, 'Tôi nên lấy một số thứ này, vì nó trông ngon ngọt', anh nói.

Tiến sĩ Rainbird đã gửi tài liệu cho Emmanuelle Javaux, một nhà cổ sinh vật học tại Đại học Liège ở Bỉ. Cô yêu cầu Corentin Loron, một sinh viên tốt nghiệp, phân tích chúng kỹ hơn.

Ông Loron đặt những tảng đá vào bồn tắm axit để loại bỏ khoáng chất. Anh ta kết thúc với một dán màu đen của chất hữu cơ, mà anh ta bôi lên các slide. Khi nhìn chúng dưới kính hiển vi, anh thấy hàng trăm hóa thạch nhỏ.

Hóa thạch là những sinh vật đơn bào. Chúng lớn hơn nhiều so với vi khuẩn, nhưng ông Loron không thể xác định chính xác chúng là gì. Phân tích về đá của Tiến sĩ Rainbird cho thấy những sinh vật này, bất kể chúng là gì, đã hóa thạch một tỷ năm trước tại một cửa sông, nơi một con sông chảy ra biển.

Trong một chuyến thám hiểm vào năm 2017, Tiến sĩ Rainbird, ông Loron và các đồng nghiệp của họ đã phát hiện ra một số hóa thạch kỳ dị trong các tảng đá. Chúng bao gồm các quả cầu giống như bào tử, thường được nối với các sợi dài mọc ra các nhánh hình chữ T - loại hình dạng được tìm thấy ngày nay trong nấm.

Ông Loron đã sử dụng kính hiển vi điện tử để khảo sát các cấu trúc tốt và phát hiện ra rằng các quả cầu và sợi có các bức tường đôi - một dấu hiệu khác của nấm. Để xem những phân tử nào được chứa trong hóa thạch, ông Loron và các đồng nghiệp đã bắn tia hồng ngoại vào chúng và đo ánh sáng mà chúng phát ra.

Ba hóa thạch tạo ra một mô hình phù hợp với mô hình của một chất gọi là chitin. Tất cả các loại nấm tạo ra chitin để xây dựng những bức tường cứng rắn của chúng. Chỉ có côn trùng và một vài loài khác làm điều tương tự.

Các nhà nghiên cứu kết luận họ đã tìm thấy một loại nấm cổ đại, mà họ đặt tên là Ourasphaira giraldae.

Mary Đây là bằng chứng đầu tiên cho thấy nấm đã có một tỷ năm tuổi, mặc dù chúng tôi nghĩ rằng chúng đã tồn tại trong một thời gian dài, Mary cho biết Mary Berbee, một nhà nấm học tại Đại học British Columbia, người không tham gia vào nghiên cứu mới.

Nhưng Tiến sĩ Berbee và các chuyên gia khác cho biết họ sẽ tin tưởng hơn vào những phát hiện có nhiều dữ liệu hơn, đặc biệt là về hóa học của hóa thạch.

George Cody, một nhà địa hóa hữu cơ tại Viện khoa học Carnegie ở Washington cho biết, tôi không nghi ngờ gì nữa. Nhưng kết quả hồng ngoại có thể đã được tạo ra bởi các phân tử khác ngoài chitin, ông nói thêm.

Nếu hóa thạch Bắc Cực thực sự là nấm, thì đó là một bí ẩn về cách các sinh vật mọc gân kiếm sống.

Ngày nay, nấm mọc gân có thể phát triển đến kích thước khổng lồ bằng cách ăn một lượng lớn chất thực vật. Một tấm thảm ngầm ở Oregon lớn hơn ba lần so với Công viên Trung tâm.

Một loại nấm hàng tỷ năm tuổi sẽ không có cây trồng trên đất. Hóa thạch thực vật lâu đời nhất được biết đến là không quá 470 triệu năm tuổi.

Nấm có lẽ đã xâm chiếm đất trước các loài thực vật, ông Loron suy đoán.

Các nấm phải ăn một cái gì đó. Một khả năng: vi khuẩn. Các nhà nghiên cứu đã tìm thấy các dấu hiệu cho thấy lớp vỏ của vi khuẩn đang phát triển trên đất liền từ 3,2 tỷ năm trước.

Cũng có thể những loài nấm cổ đại này sống ở dưới đáy cửa sông, có lẽ đang ăn trên thảm tảo dưới nước. Thực vật trên cạn phát triển từ tảo xanh, và có lẽ môi trường sống cửa sông là nơi nấm và tổ tiên của thực vật hình thành mối quan hệ đối tác đầu tiên.

Có thể, ông Loron nói, những cửa sông cổ như vậy đã cung cấp cho hộp công cụ cho mọi thứ sau đó trên đất liền.

Thêm bài viết về Khám phá hóa thạch

Xương hàm của người Do Thái được phát hiện trong một hang động ở Tây Tạng

Ngày 1 tháng 5 năm 2019

Địa điểm hóa thạch tiết lộ ngày mà thiên thạch rơi xuống trái đất và, có thể, đã quét sạch khủng long

Ngày 29 tháng 3 năm 2019

Và bạn nghĩ thú mỏ vịt là lạ

Ngày 24 tháng 1 năm 2019

Một hóa thạch bí ẩn chỉ ra nguồn gốc của Thằn lằn và rắn

Ngày 8 tháng 10 năm 2018

Hóa thạch trên một bãi biển Úc tiết lộ một thế giới cá mập ăn

Ngày 9 tháng 8 năm 2018

Quảng cáo

Có thể bạn quan tâm