Каменноугольный период завершился из-за грибов-сапрофитов, считают ученые
28 июня 2012 года
Каменноугольный период завершился примерно 290 миллионов лет назад из-за появления новых видов грибов, способных питаться самыми твердыми компонентами древесины - после этого мертвые деревья "съедались" гнилью, а не превращались в каменный уголь, заявляют ученые в статье, опубликованной в журнале Science.
"Мы надеемся, что наше открытие попадет в качестве примера в учебники по биологии и геологии. Когда вы читаете о формировании угля, авторы пособий обычно описывают этот процесс в физических терминах, а в конце раздела просто констатируют, что залежи угля перестали формироваться на рубеже каменноугольного и пермского периодов. Почему? Могло быть множество причин, в том числе и появление белой гнили - грибков, способных разлагать "несъедобный" лигнин", - пояснил руководитель группы ученых Дейвид Гиббетт (David Hibbett) из университета Кларка в городе Уорчестер (США).
ГРИБНОЕ ЦАРСТВО
Гиббетт и его коллеги, в том числе и выходец из России Игорь Григорьев из Объединенного геномного института Министерства энергетики США в городе Уолнат-крик, изучали эволюцию грибов, сравнивая геномы 31 вида грибов, в том числе и бурой и белой гнили - основных потребителей древесины погибших растений. К числу представителей белой гнили относятся опята и некоторые другие съедобные грибы.
Биологи выделили и проанализировали те части генома грибов, которые отвечают за производство ферментов, отвечающих за расщепление целлюлозы и лигнина - так называемых грибных пероксидаз и гликозид гидролаз. Первая группа белков расщепляет молекулы лигнина, а вторая - разбивает целлюлозу на простые сахара.
Как и ожидалось, гены, отвечающие за сборку молекул пероксидаз, присутствовали только в геномах белой гнили и ее ближайших родственников, но не в ДНК бурой гнили и других грибков. По расчетам исследователей, геном таких грибов содержал в себе от 5 до 26 копий генов пероксидаз.
Авторы статьи попытались восстановить историю эволюции этих генов, сравнив количество мутаций и изменений в геномах белой гнили. Как объясняют биологи, гены грибков накапливают мутации с постоянной скоростью, благодаря чему можно определить возраст того или иного вида белой гнили и вычислить наиболее древних из существующих на сегодня "пожирателей древесины".
КОНЕЦ ЭРЫ УГЛЯ
Оказалось, что первые грибы с генами пероксидазы появились примерно 290 миллионов лет назад, на рубеже каменноугольного и пермского периодов. Как утверждают ученые, первым носителем данного гена был общий предок всех грибов из класса агарикомицетов - обширной группы грибов, включающей в себя белую и бурую гниль, мухоморы, сыроежки и многие другие шляпочные грибы.
В ходе дальнейшей эволюции часть его потомков, в том числе бурая гниль, потеряли эти гены и стали специализироваться не на лигнине, а на целлюлозе и других видах "мягкой" пищи.
Как считают ученые, появление данного гена привело к серьезным изменениям в облике лесов каменноугольного периода. До этого времени лигнин оставался несъедобной частью древесного ствола и его волокна постоянно накапливались в болотах того времени и превращались в каменный уголь. Когда предки белой гнили приобрели ген пероксидазы, этот процесс прекратился и каменноугольный период подошел к концу.
По словам биологов, пока не совсем ясно, были ли всеядные грибы главной причиной завершения каменноугольного периода или лишь одним из ключевых факторов. Изучение окаменелых останков грибов поможет прояснить это, заключают исследователи.