» » Ископаемые грибы возрастом миллиард лет близки к точке расхождения грибов и животных

Ископаемые грибы возрастом миллиард лет близки к точке расхождения грибов и животных


Ископаемые грибы возрастом миллиард лет близки к точке расхождения грибов и животных

Рис. 1. Типичное строение клеточной стенки грибов. Снизу вверх: двойная клеточная мембрана, на ней хитин/хитозан, над которым находится аморфный матрикс с гликопротеинами. В органических остатках Ourasphaira giraldae ученые смогли увидеть все эти характерные структуры при помощи разнообразных инструментов и методов: сканирующего электронного микроскопа (аморфный матрикс и внутренняя стенка сложного строения), просвечивающего электронного микроскопа (двойная мембрана) и Фурье-инфракрасной спектроскопии (хитин). Рисунок с сайта en.wikipedia.org


Международная группа палеонтологов, обработав собранный в арктической Канаде материал из протерозойских пород возрастом около 1 млрд лет, описала микробиоту, представленную разными группами водорослей. Среди этих остатков выделились особые формы, по признакам больше напоминающие грибы. Их описали как самостоятельный вид Ourasphaira giraldae. Тщательный анализ этих остатков и обнаружение в их клеточной стенке хитина подтвердило, что это действительно грибы. Таким образом, во-первых, выясняется, что хитин может сохраняться в узнаваемом виде миллиард лет, а во-вторых, филогенетики получают данные о том, что эволюционные линии грибов и животных разошлись не позже миллиарда лет назад.

Палеонтологи продолжают поиски следов жизни в древнейших породах планеты. На этот раз исследователи из научных учреждений Бельгии, Канады и Франции описали грибы, которые на сегодняшний момент являются древнейшими представителями своего царства. Палеонтологи в течение трех лет собирали образцы в протерозойских разрезах северо-запада арктической Канады. Группа этих разрезов неплохо изучена — по крайней мере, они как следует датированы разными методами и в разных точках осадочной последовательности (рис. 2). Возраст той части, откуда были взяты образцы, составил 1013–892 миллионов лет. Что и говорить — это интересный интервал: теоретически как раз в это время шло начальное становление грибов и различных одноклеточных животных. По молекулярным реконструкциям время расхождения этих линий должно быть около 1200 млн лет.


Ископаемые грибы возрастом миллиард лет близки к точке расхождения грибов и животных

Ископаемые грибы возрастом миллиард лет близки к точке расхождения грибов и животных

Рис. 2. Слева — датировки формаций арктической Канады, откуда происходят изученные образцы. Обсуждаемая работа посвящена образцам из интервала формации Grassy Bay. Звездочками обозначено датирование уран-свинцовым методом (черные и белые звездочки соответствуют датировкам по разным минералам), белыми кружочками — рений-осмиевое датирование. Схема из обсуждаемой статьи в Precambrian Research. Справа — карта северных районов территории Нунавут и Северо-Западных территорий, крестиком отмечено место забора образцов Ourasphaira giraldae. Изображение из обсуждаемой статьи в Nature


Образцы, собранные в ходе экспедиций, отправились в Льежский университет, где с ними начала работать Марселла Жиральдо (Marcella Giraldo), опытный препаратор-палинолог. Она растворила все образцы в смеси плавиковой и соляной кислот, как это обычно делается, когда из камней хотят выделить пыльцу и споры растений, а также любые другие органические остатки. В результате из сотни килограммов камней получилось несколько драгоценных препаратов с остатками организмов, живших миллиард лет назад. Жиральдо проделала колоссальную и кропотливейшую работу и за свою преданность делу удостоилась чести, чтобы ее именем назвали древнейший на планете гриб — Ourasphaira giraldae, найденный в этом материале (рис. 3).


Ископаемые грибы возрастом миллиард лет близки к точке расхождения грибов и животных

Ископаемые грибы возрастом миллиард лет близки к точке расхождения грибов и животных

Рис. 3. Древнейший известный гриб Ourasphaira giraldae, на фото A — голотип. В изученных образцах оказалось много остатков этих организмов, которые были исследованы учеными. Стрелки указывают на септы. Изображение из обсуждаемой статьи в Precambrian Research


Кроме O. giraldae в этом материале оказалось довольно много и других органических фоссилий: около десятка различных форм микроводорослей и акритархов. Как же ученые смогли отнести O. giraldae к грибам, отделив от разного рода водорослей?

Для начала, по морфологии. O. giraldae представляли собой клеточные образования с двойной стенкой, которые слагаются в длинные нити, разделенные плотными септами (см. мицелий) и имеющие редкие Т-образные ветвления. На концах нитей были округлые образования, напоминающие споры. Эти признаки присущи не только грибам, но и некоторым нитчатым водорослям, поэтому их пока маловато для отнесения остатков к грибам. Еще один аргумент — микроструктура оболочки концевых вздутий, имеющая характерный вид переплетенных микрофибрилл в грибных спорах (рис. 4).


Ископаемые грибы возрастом миллиард лет близки к точке расхождения грибов и животных

Рис. 4. Микрофибриллы в оболочке спороподобного вздутия O. giraldae (слева) и современного гриба Pleurotus eryngii (справа). Длины масштабных отрезков — 100 нм (слева) и 200 нм (справа). Фото из обсуждаемой статьи в Nature и из статьи S. Ifuku et al., 2011. Preparation of Chitin Nanofibers from Mushrooms


А если скептикам и микрофибрилл недостаточно, то ученые приберегли еще один козырь (собственно, ради него и затеяна статья в Nature). Им удалось выяснить молекулярный состав ископаемых остатков с помощью Фурье-инфракрасной микроспектроскопии (Фурье-ИКС, Fourier-transform infrared spectroscopy, FTIR).


Ископаемые грибы возрастом миллиард лет близки к точке расхождения грибов и животных

Ископаемые грибы возрастом миллиард лет близки к точке расхождения грибов и животных

Рис. 5. Сравнение спектров Фурье-ИКС хитина из микрофоссилии Ourasphaira giraldae со стандартами для альфа-хитина грибов и хитозана. Хорошо видно, насколько они схожи. Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature


Удивительно, но в составе появился четкий сигнал присутствия хитина или его производного хитозана (рис. 5)! И это после миллиарда лет «хранения». Хитин очень мало изменился за это долгое время, и это заставляет задуматься, как органические остатки становятся фоссилиями и что такое палеонтологическая летопись в целом. Так или иначе, но хитин — это обязательный компонент грибной стенки, у водорослей его быть не может. Таким образом, и морфология, и микроструктура оболочек, и химический состав говорят о грибной природе Ourasphaira giraldae. Бесспорно — это грибы.

И эти грибы дают надежную калибровочную точку для определения времени расхождения эволюционных линий грибов и животных: никак не позже 890 млн лет назад. Теперь дело за биоинформатиками, которым нужно пересмотреть реконструированное по молекулярным данным время расхождения грибов и животных в соответствии с новыми находками.

Во всех этих рассуждениях о древнейшей грибной биоте остается единственное сомнение: а вдруг это загрязнение? Ясно, что речь не идет о современной контаминации, так как хитин все же изменен. Но, может быть, эти грибы проникли в осадочную породу уже сильно после ее формирования? Для подобных микроископаемых это — самое главное и при этом самое трудноразрешимое сомнение. Авторы работы отмечают, что против гипотезы о позднейшем прорастании грибных гифов свидетельствует расположение нитей по слоистости, а не сквозь нее, как это было бы, если бы нити прорастали через уже оформленный пласт. Ну что же, такой аргумент выглядит вполне логично, хотя соответствующих иллюстраций и не приведено, а прорастание сквозь пласт может быть и в условиях неконсолидированного осадка.

Напомню читателям, что в 2008 году «Элементы» рассказывали о находке грибов примерно того же возраста из восточной Якутии (Грибы, которым миллиард лет, «Элементы», 19.12.2008). К сожалению, авторы обсуждаемых работ о грибах из Канады не объяснили, почему они не относят к грибам восточноякутские формы (тем более что в протерозое эти территории составляли единый палеобассейн). А было бы интересно узнать мнение экспертов на эту тему.

Источники:
1) Corentin C. Loron, Robert H. Rainbird, Elizabeth C. Turner, J. Wilder Greenman, Emmanuelle J. Javaux. Organic-walled microfossils from the late Mesoproterozoic to early Neoproterozoic lower Shaler Supergroup (Arctic Canada): Diversity and biostratigraphic significance // Precambrian Research. 2019. V. 321. P. 349–374. DOI: 10.1016/j.precamres.2018.12.024.
2) Corentin C. Loron, Camille Francois, Robert H. Rainbird, Elizabeth C. Turner, Stephan Borensztajn & Emmanuelle J. Javaux. Early fungi from the Proterozoic era in Arctic Canada // Nature. 2019. DOI: 10.1038/s41586-019-1217-0.

Елена Наймарк


22 июль 2019 /
  • Не нравится
  • 0
  • Нравится

Похожие новости

Графит в архейских железистых кварцитах вероятно имеет биогенное происхождение

Древнейшие из известных полосчатых железистых кварцитов — одни из самых древних осадочных пород на Земле. Основная гипотеза их происхождения — биогенная: обогащенные оксидом железа слои кварцитов

Бизнес по выращиванию грибов

Выращивание грибов с целью дальнейшей продажи - отличная бизнес-идея. Это может быть организовано, как домашняя компания, с разведением грибов на даче или крупномасштабное производство.

Ученые нашли древнейшее свидетельство использования галлюциногенных грибов в Европе

Европейцы, возможно, использовали «волшебные грибы» для придания живости религиозным ритуалам 6000 лет назад. Об этом свидетельствует наскальная живопись, обнаруженная в Испании. На изображении

У слизевиков нет мозгов, но есть память

Одноклеточные слизевые грибы, не обладающие, разумеется, мозгом, продолжают удивлять учёных своими выдающимися способностями. Мало того, что эти грибы, как было доказано ранее, могут находить выход

Самый ядовитый гриб

Сколько грибов можно встретить в наших лесах, а какой вкусный из них может получиться обед или ужин! Главное набрать съедобных и обойти стороной ядовитые, чтобы и желудку было приятно и для жизни не

Музыкант, вдохновлённый грибами

Когда семидесятилетний Вацлав Халек видит гриб-боровик или тарцетту бочковидную, в его голове начинают звучать симфонии. Халек увлекался грибами с детства. Родители, а также бабушка с дедушкой
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код:
Популярные новости
Эффективна ли саентология?«Заливы Каролины»Почему одни нации богатые, а другие — бедные?Люди могут отращивать хрящи, как саламандрыСветодиодные светильники для наружного освещенияРоссийский аппарат к Луне стартует не раньше 2026 годаПочему мы стареем? Новая теория ученыхNASA получило новые снимки Большого красного пятна Юпитера