به نقل از scitechdaily، مطالعه ای جدید در نشریه Nature Ecology & Evolution بینشی تازه درباره منشأ و تنوع قارچ ها ارائه می دهد و نقش مهم آن ها را در شکل گیری نخستین اکوسیستم های زمینی آشکار می سازد. این پژوهش توسط مؤسسه علوم و فناوری اوکیناوا (OIST) با همکاری پژوهشگران بین المللی انجام شده و نشان می دهد که قارچ ها صدها میلیون سال پیش از ظهور گیاهان زمینی، شروع به گسترش و تنوع یابی کرده اند.

پروفسور گرگلی سُولوشی، نویسنده همکار این مطالعه و رییس واحد ژنومیک تکاملی مبتنی بر مدل در OIST، چشم انداز گسترده تری را ترسیم می کند:

حیات پیچیده چندسلولی — یعنی موجوداتی متشکل از سلول هایی با وظایف تخصصی و همکاری مشترک — به طور مستقل در پنج گروه اصلی تکامل یافته اند: جانوران، گیاهان خشکی، قارچ ها، جلبک های قرمز و جلبک های قهوه ای. در سیاره ای که زمانی تحت سلطه موجودات تک سلولی بود، این تحول انقلابی نه یک بار، بلکه دست کم پنج بار رخ داده است. درک زمان ظهور این گروه ها برای بازسازی تاریخ حیات روی زمین حیاتی است.

ظهور موجودات چندسلولی چیزی فراتر از تجمع سلول ها بود؛ آغاز موجوداتی واقعی بود که سلول هایشان تخصصی شده و در قالب بافت ها و اندام ها سازمان یافته بودند — مشابه آنچه در بدن انسان می بینیم. این تحول نیازمند سازوکارهای پیشرفته ای بود: سیستم های مولکولی قوی برای اتصال سلول ها و شبکه های ارتباطی پیچیده برای هماهنگی عملکرد آن ها. این نوآوری ها به طور مستقل در هر پنج گروه پدید آمده اند.

برای بیشتر این گروه ها، فسیل ها نقش تقویم زمین شناسی را ایفا می کنند و نقاط لنگر زمانی را در تاریخ عمیق زمین فراهم می سازند. به عنوان مثال:

- جلبک های قرمز احتمالاً حدود 1.6 میلیارد سال پیش ظاهر شده اند (فسیل هایی شبیه به جلبک دریایی از هند)

- جانوران حدود 600 میلیون سال پیش (فسیل هایی مانند دیکینسونیا)

- گیاهان خشکی حدود 470 میلیون سال پیش (اسپورهای فسیلی کوچک)

- جلبک های قهوه ای صدها میلیون سال بعد تنوع یافتند

اما قارچ ها استثنا هستند. پادشاهی قارچ ها مدت هاست که برای دیرینه شناسان معما بوده است. بدن نرم و رشته ای آن ها به ندرت فسیل می شود. افزون بر این، برخلاف جانوران و گیاهان که منشأ واحدی برای چندسلولی شدن دارند، قارچ ها این ویژگی را چندین بار و از نیاکان تک سلولی گوناگون به دست آورده اند — همین موضوع تعیین زمان دقیق منشأ آن ها را دشوار می سازد.

برای پر کردن خلأهای موجود در رکورد فسیلی قارچ ها، دانشمندان از ساعت مولکولی استفاده می کنند — مفهومی که بر اساس نرخ نسبتاً ثابت جهش های ژنتیکی در طول نسل ها، زمان نسبی واگرایی گونه ها را تخمین می زند.

اما این ساعت بدون کالیبراسیون، فقط زمان نسبی را نشان می دهد. برای تعیین زمان دقیق، باید آن را با نقاط لنگر فسیلی تنظیم کرد — کاری که به دلیل کمبود فسیل های قارچی همواره چالش برانگیز بوده است. تیم OIST با استفاده از منبعی نوآورانه این مشکل را حل کرد: انتقال افقی ژن یا HGT — یعنی جهش های نادر ژنتیکی بین گونه های مختلف قارچی.

پروفسور سُولوشی توضیح می دهد:

در حالی که ژن ها معمولاً به صورت عمودی از والد به فرزند منتقل می شوند، HGT مانند جهش جانبی ژن از یک گونه به گونه دیگر است. این رویدادها سرنخ های زمانی قدرتمندی ارائه می دهند. اگر ژنی از دودمان A به دودمان B منتقل شده باشد، به وضوح مشخص است که نیاکان A باید قدیمی تر از نوادگان B باشند.

با شناسایی 17 مورد از این انتقال ها، پژوهشگران مجموعه ای از روابط قدیمی تر/جدیدتر را ایجاد کردند که همراه با داده های فسیلی، به تنظیم دقیق تر جدول زمانی قارچ ها کمک کرد.

تحلیل ها نشان می دهد که نیاکان مشترک قارچ های امروزی حدود 1.4 تا 0.9 میلیارد سال پیش زندگی می کرده اند — بسیار پیش از ظهور گیاهان خشکی. این زمان بندی از تعاملات طولانی مدت قارچ ها و جلبک ها پشتیبانی می کند که زمینه ساز شکل گیری حیات زمینی بوده اند.