1.

　　在地球上，存在著一個非常神秘的生物世界，它們對地球上的生態(tài)系統(tǒng)至關(guān)重要。有時，生物學家將這個世界稱為“隱藏的王國”，而居住在這個王國的生物就是真菌。

　　“隱藏的王國”這個名字并非無緣無故，據(jù)估計，真菌的種類可能高達 500 多萬種，可是已被科學家所知道的卻只有 10 萬種。在這個王國里，有霉菌、酵母菌、銹菌和蘑菇，它們受到的關(guān)注要遠遠少于植物或動物。而其中大家最為陌生的，可能就是真菌化石了。

　　變成了化石的真菌是極其罕見的，這主要是因為真菌實在太“脆弱”、太易分解了。多年來，科學家一直希望能將真菌的化石記錄與真菌的 DNA 分析結(jié)果進行比較。但它們的一些關(guān)鍵形態(tài)特征只能通過顯微鏡和化學分析才能確定。這其中包括由微觀的絲狀細絲構(gòu)成的復雜網(wǎng)絡(luò)，以及由幾丁質(zhì)構(gòu)成的細胞壁，這些都是我們無法用肉眼看到的。

　　在此之前，我們可以確認的最古老的真菌化石大約可以追溯到 4.5 億年前，這個時間大約與植物從海洋遷移到陸地上相同。這一時期內(nèi)的一種著名真菌化石叫巨型蘑菇化石（Prototaxites），它們可以高達 8 米多，在很長一段時間里，人們曾一直誤認為它們是樹。

○巨型蘑菇石畫作。 圖片來源：Mary Parrish /National Museum of Natural History.

　　2.

　　之前，一些科學家用基于 DNA 的“分子鐘”分析方法，發(fā)現(xiàn)真菌的進化可能始于比 4.5 億年更早的時間，大概在 7.6 億到 10.6 億年前。但是一直以來，并沒有化石記錄可以驗證這一觀點。

　　最近，在加拿大北極圈內(nèi)的一個地區(qū)，來自比利時和加拿大的研究人員在頁巖中發(fā)現(xiàn)了一些微生物化石標本，而這些化石大約已經(jīng)有 10 億年歷史了。他們從化石中檢測到了幾丁質(zhì)，提取出已成為化石的真菌孢子和菌絲，這使得研究人員開始相信，這些在 10 億年前變成了化石的微生物就是真菌。

○一個有 10 億年歷史的真菌化石，其中含有最早的幾丁質(zhì)記錄。幾丁質(zhì)是一種纖維物質(zhì)，它存在于真菌的細胞壁中，以及一些節(jié)肢動物的外骨骼和魚的鱗片中。 圖片來源：Loron et al.

　　這一發(fā)現(xiàn)填補了化石記錄的空白，它們的存在表明了真菌可能在植物出現(xiàn)之前就已經(jīng)占領(lǐng)了陸地。研究人員將這些真菌命名為Ourasphaira giraldae，并在近期的《自然》期刊上刊登了這一結(jié)果。

　　這些真菌化石所在的巖石可能曾經(jīng)是淺水河口的一部分。這樣的環(huán)境是非常有利于真菌生長的，因為這里有富含營養(yǎng)的水和被沖刷而來的有機物。古老的沿海棲息地具有高鹽度、高礦物質(zhì)和低含氧量的特點，因此細胞壁不會輕易分解，從而為完美地保存真菌細胞壁內(nèi)的幾丁質(zhì)分子提供了優(yōu)異的條件。

　　Ourasphaira可能是 10 億年前在河流與海洋交匯的地方所進化出的第一種真菌。雖然目前我們還不能確定Ourasphaira是原本就生存于河口，還是被沖進了沉積物中，但它們展現(xiàn)出了許多現(xiàn)代陸地真菌所擁有的獨特特征。它們有清晰的發(fā)芽孢子，有絲狀的菌絲，甚至細胞壁也含有幾丁質(zhì)，這些都是明顯的真菌特征。如果不是已經(jīng)知道它們非常古老，我們甚至很難將它們與現(xiàn)代真菌區(qū)分開來。

　　3.

　　從真菌在地球上出現(xiàn)開始，在過去的十億年間，它們在塑造地球的陸地生物圈中可能扮演了非常重要的角色。在 5 億年前，第一批出現(xiàn)在陸地上的植物與真菌形成了親密的伙伴關(guān)系。因為早期的植物沒有根，它們需要依靠它們的真菌伙伴向外擴散到原始的礦物土壤中。真菌菌絲會通過分泌有機酸來溶解巖石并從中提取營養(yǎng)物質(zhì)。作為回報，植物會將通過光合作用產(chǎn)生的營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)移給真菌。

　　這種發(fā)生在早期植物和真菌之間的資源交換，大大地促進了地球植物群的生長、進化和多樣化，使其轉(zhuǎn)變成越來越復雜的物種、群落和生態(tài)系統(tǒng)。這一幕至今仍在發(fā)生，超過 90% 的陸地植物都與這種或那種真菌相互關(guān)聯(lián)，有些植物甚至需要完全依賴于真菌的幫助才能生存。

　　陸地植物與它們的真菌伙伴的共生崛起也對我們的大氣產(chǎn)生了巨大的影響。為了能獲得豐富的礦物能源，植物進化出了更有效的光合作用機制來捕獲能量，例如它們要更好地控制進入和離開葉子的二氧化碳和水。在數(shù)百萬年的時間里，這種對二氧化碳的吸收的增加，導致了氧氣濃度的大幅度上升。在此之前，地球上的氧氣濃度或許只能支持和昆蟲差不多大的微型生命形式；而上升了的氧氣濃度則為更大、更復雜的動物生命出現(xiàn)提供了可能。

　　從那時開始，進化的故事就有了清晰的篇章。可是當新的化石證據(jù)表明，真菌可能比植物早 5 億年前就抵達了陸地時，就引發(fā)了對與這場共生之旅的啟程時間有關(guān)的根本性問題的思考。

　　之前人們認為，植物是與它們的水生真菌同伴同時過渡成為陸地生命的。但新的發(fā)現(xiàn)提出了一種新的可能，即為了讓植物生命成功地生長，地球上的陸地可能提前數(shù)億年就開始了準備。無論是溶解富含礦物質(zhì)的巖石，還是分泌碳基的有機酸，在把貧瘠的土地變成現(xiàn)在肥沃、富含碳的土壤的過程中，真菌都作出了極其重大的貢獻。植物之所以能得以出現(xiàn)，可能都是因為遠古的真菌祖先在很久很久以前就為它們打下了基礎(chǔ)。

　　4.

　　總的來說，發(fā)現(xiàn)這些化石具有兩大重要意義。首先，這些化石協(xié)調(diào)了基于 DNA 和古生物學對真菌起源的判斷，將真菌的起源追溯到了至少 10 億年前；其次，從這些化石中，我們可以找到與第一批真菌生存環(huán)境有關(guān)的線索。

　　目前，科學家面臨的主要挑戰(zhàn)是要確定這些古代真菌是否起源于陸地，并且還要確定它們在生命進化樹上的位置。接下來，研究人員將會把研究重點放在發(fā)現(xiàn)更多的真菌化石上，為我們理解對早期生物圈的進化帶來飛躍性的進展。

　　我們已經(jīng)了然于胸的是，如果沒有真菌，我們就不會存在。無論是在沙漠還是熱帶雨林，真菌在維持全球健康的生態(tài)系統(tǒng)方面都發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，它們支撐著今天地球上的所有生命。如今來看，我們可能還欠它們 5 億年的感謝。

　　參考鏈接：

　　[1]https://theconversation.com/complex-life-may-only-exist-because-of-millions-of-years-of-groundwork-by-ancient-fungi-117526

　　[2]https://theconversation.com/im-an-evolutionary-biologist-heres-why-this-ancient-fungal-fossil-discovery-is-so-revealing-117488

　　[3] https://www.nature.com/articles/s41586-019-1217-0

　　[4]https://www.nature.com/articles/d41586-019-01629-1

　　[5] http://blogs.discovermagazine.com/deadthings/2019/05/22/fossil-fungi/#.XOdMgad7FD1

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的一个神秘的王国的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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