Сегодня в нашем мире визуально преобладают животные и растения, но этот мир был бы невозможен без грибов, говорят ученые Университета Лидса.
Исследователи провели эксперименты, в которых растения и грибы выращивались в атмосфере, напоминающей атмосферу древней Земли, и, включив их результаты в компьютерные модели, показали, что грибы были необходимы для создания атмосферы, богатой кислородом.
Людям и другим млекопитающим для функционирования требуется высокий уровень кислорода, и обычно считается, что на планете образовалась богатая кислородом атмосфера примерно от 500 до 400 миллионов лет назад, поскольку углекислый газ постепенно фотосинтезировался первыми наземными растениями..
Исследовательская группа; Доктор Кэти Филд из Центра наук о растениях, доктор Сара Баттерман из Школы географии и доктор Бенджамин Миллс из Школы Земли и окружающей среды показывают, что грибы сыграли решающую роль в создании пригодной для дыхания атмосферы на Земле, «добывая» питательные вещества. фосфора из горных пород и передачи его растениям для фотосинтеза.
Новое исследование показывает, что количество переносимого фосфора могло быть очень большим в древних атмосферных условиях, и, используя компьютерную модель «земной системы», команда показывает, что грибы обладали способностью резко изменять древнюю атмосфера.
Жизненные отношения
В то время как многие современные растения могут получать питательные вещества прямо из почвы через свои корни, самые ранние формы растительной жизни жили в совершенно другом климате, не имели корней и не имели сосудов, то есть они не могли удерживать воду или двигаться. это вокруг их системы.
«Почва», с которой они соприкасались, была минеральным продуктом, лишенным органического вещества, поэтому их отношения с грибами были так важны.
Грибы обладают способностью извлекать минералы из горных пород, на которых они растут, посредством процесса, известного как «биологическое выветривание». Грибы выделяют органические кислоты, которые помогают растворять камни и минеральные зерна, на которых они растут.
Извлекая эти минералы и передавая их растениям для содействия их росту, грибы взамен получали углерод, который растения производили при фотосинтезе углекислого газа из атмосферы.
Газообмен
Лабораторные эксперименты, проведенные командой из Лидса, показали, что разные древние грибы, которые существуют до сих пор, осуществляли этот обмен с разной скоростью, что влияло на различную скорость, с которой растения производили кислород.
В свою очередь, это повлияло на скорость, с которой атмосфера изменилась от намного более богатой углекислым газом до того, что стала похожа на воздух, которым мы дышим сегодня.
Д-р Филд сказал: «Мы использовали компьютерную модель, чтобы смоделировать то, что могло бы произойти с климатом на протяжении палеозойской эры, если бы различные типы ранних симбиозов растений и грибов были включены в глобальные циклы фосфора и углерода».
"Мы обнаружили, что эффект был потенциально драматичным, поскольку различия в обмене углерода на питательные вещества между растениями и грибами значительно изменили климат Земли за счет сокращения количества CO2 растениями для фотосинтеза, что существенно изменило время повышения уровня кислорода. в атмосфере."
Д-р Миллс сказал: «Фотосинтез наземными растениями в конечном итоге отвечает примерно за половину выработки кислорода на Земле и требует фосфора, но в настоящее время мы плохо понимаем, как работает глобальное снабжение растений этим питательным веществом.
"Результаты включения данных о взаимодействии грибов представляют собой значительный прогресс в нашем понимании раннего развития Земли. Наша работа ясно показывает важность грибов в создании насыщенной кислородом атмосферы."
Д-р Баттерман сказал: «Наше исследование показывает, что крошечные организмы, такие как грибы, могут оказывать серьезное влияние на глобальную окружающую среду. Наш критический вывод заключался в том, что природа взаимоотношений между грибами и растениями могла преобразовать атмосферный углекислый газ, кислород и в конечном итоге глобальный климат очень по-разному, в зависимости от типа присутствующих грибов».
Исследовательская группа финансируется Исследовательским советом по окружающей среде и Исследовательским советом по биотехнологии и биологическим наукам.