شاید حیات پیچیده مدیون فعالیت قارچ‌های باستانی باشد

MacTavish · 25/8/19

بیگ بنگ: قارچ‌های فسیل‌شده به دلیل ماهیت ظریف و تجزیه شونده‌شان خیلی نادر هستند. تا به امروز، قدیمی‌ترین فسیل قارچی مربوط به ۴۵۰ میلیون سال پیش می باشد؛ یعنی زمانیکه گیاهان از دریا به خشکی آمدند.

به گزارش بیگ بنگ، یکی از معروف‌ترین قارچ‌های فسیل شده که به آن زمان تعلق دارد، پروتوتاکسیت‌ها هستند که میتوانند تا هشت متر ارتفاع داشته باشند. همین باعث شده بود که آن را به اشتباه یک درخت در نظر بگیرند. اما بررسی‌های دقیق قبلی از ساعت مولکولی قارچ به کمک روش‌های مبتنی بر DNA نشان داد که احتمالا قارچ‌ها خیلی زودتر از حد تصور و بین ۷۶۰ میلیون تا ۱٫۰۶ میلیارد سال پیش فرگشت یافته باشند. ساختارهای نخ مانند و هاگ‌های قارچ‌های فسیل شده که قدمتی چند میلیارد ساله دارند گویای آن است که قارچ‌ها قبل از گیاهان توانستند خشکی را اِشغال کنند. این فسیل‌ها در سنگ‌هایی یافت شدند که زمانی بخشی از مصب رودخانه بودند.

چنین محیط‌هایی به دلیل آب‌هایِ غنی از مواد مغذی، مکان‌های مناسبی برای رشد قارچ‌ها بشمار می روند. محتوای کم اکسیژن و مواد معدنی بالا و شوری زیادِ این زیستگاه‌های ساحلی باستانی توانست شرایط بسیار خوبی برای حفظ مولکول‌های سخت چیتین فراهم آورد که درون دیواره‌های سلولی قارچ‌ها تعبیه شده‌اند. این شرایط باعث شد که آنها در برابر شرایط نامساعد، تجزیه نشوند. بر طبق عکس زیر، چیتین در اسکلت‌های خارجی حشرات امروزی و پوسته بدن خرچنگ‌ها نیز یافت می شود.

اگرچه مشخص نیست که آیا قارچ‌های باستانیِ تازه کشف شده در مصب رودخانه زندگی می کردند یا با رسوبات واقع در خشکی راه یافتند، اما قارچ‌ها از یک سری ویژگی‌های متمایز برخوردارند که فقط در قارچ‌های امروزی دیده می شود. هاگ‌ها و لوله‌های نخ مانند (نخینه) که به طور شفاف تعریف شده‌اند میتوانند به قارچ در کاوش محیط کمک کنند. دیواره سلول‌ها نیز از دو لایه ساخته شده است. در حقیقت، سخت است که بین قارچ‌های امروزی و قارچ‌های باستانی تمایز ایجاد کرد. این کار به نظر کارشناسی و مطالعات دقیق بستگی دارد.

همانطور که می توانید از منشاء باستانی قارچ‌ها حدس بزنید، آنها نقشی کلیدی در شکل‌دهی به زیست کره زمین در طول چند میلیارد سال گذشته داشتند. نخستین گیاهانی که ۵۰۰ میلیون سال گذشته در خشکی ظاهر شدند، شراکت صمیمانه‌ای با قارچ‌ها برقرار کردند. این گیاهان ابتدایی که فاقد ریشه بودند، نیاز به این داشتند که قارچ ها درون آنها رشد کرده و در قسمت های بیرونی گسترش پیدا کنند. در فرایندی که تحت عنوان هوازدگی زیستی شناخته می شود، نخینه‌های قارچ اسیدهای آلی را ترشح کردند تا سنگ‌ها را تجزیه کرده و مواد مغذی درون آنها را استخراج کنند. در عوض، گیاهان مواد مغذیِ تولیده شده را از طریق فتوسنتز در اختیار قارچ‌ها قرار دادند. تبادل منابع میان گیاهان ابتدایی و قارچ‌ها زمینه‌سازِ رشد، فرگشت و تنوع‌پذیری گیاهان زمین شده و گونه‌ها، جوامع و اکوسیستم‌های پیچیده‌تری را به ارمغان آورد. این فرایند هنوز هم به صورت یک هنجار در حال اجرا است. بیش از ۹۰% گیاهان خشکی با یک شریک قارچی رابـ*ـطه دارند و برخی هم بطور کامل برای بقا به کمک قارچ‌ها نیاز دارند.

افزایش همزیستی گیاهان خشکی و قارچ‌ها اثرات شگرفی هم بر اتمسفر ما داشت. حالا با دسترسی فراوان به عناصر انرژی که منشاء معدنی دارند، گیاهان به ساز و کارهای کارآمدتری برای فتوسنتز دست پیدا کردند تا از این انرژی استفاده نمایند؛ برای مثال، با کنترلِ بهتر حرکت کربن دی اکسید و آب به برگ‌ها و خروج‌شان. بیش از میلیون‌ها سال این جذب فزاینده کربن دی اکسید باعث افزایش غلظت اکسیژن گردید. با این شرایط، زمینه برای پیدایش حیات جانوری بسیار پیچیده و بزرگتر فراهم شد.

در بررسی اینکه قارچ‌ها احتمالا ۵۰۰ میلیون سال قبل از گیاهان در زمین رشد یافتند، باید به شواهد و قرائن فسیلی استناد کرد، زیرا پرسش‌های اساسی درباره آغاز این سفر همزیستی مطرح می کند. قبلا فرض بر این بود که گیاهان بطور همزمان با قارچ‌های آبی به خشکی راه پیدا کردند، اما اکتشاف جدید این احتمال را مطرح می سازد که خشکی‌های زمین شاید به مدت صدها میلیون سال آمادگی لازم را برای حیات گیاهی موفقیت‌آمیز داشته است. ما میدانیم که قارچ‌ها نقش کلیدی در تبدیل زمین‌های بایر و خشک به خاک‌های حاصلخیز و غنی از کربن داشتند.

اکنون چالش مهم پیش روی دانشمندان این است که با قطعیت مشخص کنند آیا این قارچ‌های باستانی منشاء زمینی/خشکی داشتند یا خیر. دانشمندان همچنین باید جایگاه قارچ‌ها را در درخت فرگشتی حیات تعیین نمایند. با تمرکز بیشتر بر یافتن قارچ‌های فسیل، درک ما از فرگشت بیوسفر ابتدایی دچار تحول خواهد شد. نکته واضح این است که ما بدون قارچ‌ها وجود نداشتیم. قارچ‌ها نقشی حیاتی در حفظ اکوسیستم سالم سیاره ما ایفا کرده‌اند.