حیات پیچیده و قارچ‌های باستانی
ترجمه: منصور نقی‌لو
قارچ‌های فسیل‌شده به دلیل ماهیت ظریف و تجزیه‌شونده‌شان خیلی نادر هستند. تا به امروز، قدیمی‌ترین فسیل قارچی مربوط به ۴۵۰ میلیون سال پیش است؛ یعنی زمانی که گیاهان از دریا به خشکی آمدند. به گزارش بیگ‌بنگ، یکی از معروف‌ترین قارچ‌های فسیل‌شده 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 دي‌ان‌اي نشان داد که احتمالا قارچ‌ها خیلی زودتر از حد تصور و بین ۷۶۰ میلیون تا ۱٫۰۶ میلیارد سال پیش فرگشت یافته باشند. ساختارهای نخ‌مانند و هاگ‌های قارچ‌های فسیل‌شده که قدمتی چندمیلیاردساله دارند، گویای آن است که قارچ‌ها قبل از گیاهان توانستند خشکی را اشغال کنند. این فسیل‌ها در سنگ‌هایی یافت شدند که زمانی بخشی از مصب رودخانه بودند.
چنین محیط‌هایی به دلیل آب‌های غنی از مواد مغذی، مکان‌های مناسبی برای رشد قارچ‌ها به شمار می‌روند. محتوای کم‌اکسیژن و مواد معدنی بالا و شوری زیاد این زیستگاه‌های ساحلی باستانی توانست شرایط بسیار خوبی برای حفظ مولکول‌های سخت كیتین فراهم كند که درون دیواره‌های سلولی قارچ‌ها تعبیه شده‌اند. این شرایط باعث شد که آنها در برابر شرایط نامساعد، تجزیه نشوند.
اگرچه مشخص نیست که آیا قارچ‌های باستانی تازه‌کشف‌شده در مصب رودخانه زندگی می‌کردند یا با رسوبات به خشکی راه یافته‌اند، اما قارچ‌ها از یک‌سری ویژگی‌های متمایز برخوردارند که فقط در قارچ‌های امروزی دیده می‌شود. هاگ‌ها و لوله‌های نخ‌مانند (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 می‌توانید از منشأ باستانی قارچ‌ها حدس بزنید، آنها نقشی کلیدی در شکل‌دهی به زیست‌کره 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 قارچ‌ها درون آنها رشد کرده و در قسمت‌های بیرونی گسترش پیدا کنند. در فرایندی که تحت عنوان هوازدگی زیستی شناخته می‌شود، نخینه‌های قارچ اسیدهای آلی را ترشح کردند تا سنگ‌ها را تجزیه کرده و مواد مغذی درون آنها را استخراج کنند. در عوض، گیاهان مواد مغذی تولیدشده را از طریق فتوسنتز در اختیار قارچ‌ها قرار دادند. تبادل منابع میان گیاهان ابتدایی و قارچ‌ها زمینه‌ساز 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 اجراست. بیش از 90 درصد گیاهان خشکی با یک شریک قارچی رابطه دارند و برخی هم به‌طور 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 منشأ معدنی دارند، گیاهان به سازوکارهای کارآمدتری برای فتوسنتز دست پیدا کردند تا از این انرژی استفاده كنند؛ برای مثال، با کنترل بهتر حرکت کربن دی‌اکسید و آب به برگ‌ها و خروجشان. بیش از میلیون‌ها سال این جذب فزاینده کربن دی‌اکسید باعث افزایش غلظت اکسیژن شده و 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 می‌کند. قبلا فرض بر این بود که گیاهان به‌طور هم‌زمان با قارچ‌های آبی به خشکی راه پیدا کردند، اما اکتشاف جدید این احتمال را مطرح می‌كند 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 پیش‌روی دانشمندان این است که با قطعیت مشخص کنند آیا این قارچ‌های باستانی منشأ زمینی/خشکی داشتند یا خیر. دانشمندان همچنین باید جایگاه قارچ‌ها را در درخت فرگشتی حیات تعیین كنند. 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.
www.theconversation.com
قارچ‌های فسیل‌شده به دلیل ماهیت ظریف و تجزیه‌شونده‌شان خیلی نادر هستند. تا به امروز، قدیمی‌ترین فسیل قارچی مربوط به ۴۵۰ میلیون سال پیش است؛ یعنی زمانی که گیاهان از دریا به خشکی آمدند. به گزارش بیگ‌بنگ، یکی از معروف‌ترین قارچ‌های فسیل‌شده 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 دي‌ان‌اي نشان داد که احتمالا قارچ‌ها خیلی زودتر از حد تصور و بین ۷۶۰ میلیون تا ۱٫۰۶ میلیارد سال پیش فرگشت یافته باشند. ساختارهای نخ‌مانند و هاگ‌های قارچ‌های فسیل‌شده که قدمتی چندمیلیاردساله دارند، گویای آن است که قارچ‌ها قبل از گیاهان توانستند خشکی را اشغال کنند. این فسیل‌ها در سنگ‌هایی یافت شدند که زمانی بخشی از مصب رودخانه بودند.
چنین محیط‌هایی به دلیل آب‌های غنی از مواد مغذی، مکان‌های مناسبی برای رشد قارچ‌ها به شمار می‌روند. محتوای کم‌اکسیژن و مواد معدنی بالا و شوری زیاد این زیستگاه‌های ساحلی باستانی توانست شرایط بسیار خوبی برای حفظ مولکول‌های سخت كیتین فراهم كند که درون دیواره‌های سلولی قارچ‌ها تعبیه شده‌اند. این شرایط باعث شد که آنها در برابر شرایط نامساعد، تجزیه نشوند.
اگرچه مشخص نیست که آیا قارچ‌های باستانی تازه‌کشف‌شده در مصب رودخانه زندگی می‌کردند یا با رسوبات به خشکی راه یافته‌اند، اما قارچ‌ها از یک‌سری ویژگی‌های متمایز برخوردارند که فقط در قارچ‌های امروزی دیده می‌شود. هاگ‌ها و لوله‌های نخ‌مانند (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 می‌توانید از منشأ باستانی قارچ‌ها حدس بزنید، آنها نقشی کلیدی در شکل‌دهی به زیست‌کره 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 قارچ‌ها درون آنها رشد کرده و در قسمت‌های بیرونی گسترش پیدا کنند. در فرایندی که تحت عنوان هوازدگی زیستی شناخته می‌شود، نخینه‌های قارچ اسیدهای آلی را ترشح کردند تا سنگ‌ها را تجزیه کرده و مواد مغذی درون آنها را استخراج کنند. در عوض، گیاهان مواد مغذی تولیدشده را از طریق فتوسنتز در اختیار قارچ‌ها قرار دادند. تبادل منابع میان گیاهان ابتدایی و قارچ‌ها زمینه‌ساز 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 اجراست. بیش از 90 درصد گیاهان خشکی با یک شریک قارچی رابطه دارند و برخی هم به‌طور 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 منشأ معدنی دارند، گیاهان به سازوکارهای کارآمدتری برای فتوسنتز دست پیدا کردند تا از این انرژی استفاده كنند؛ برای مثال، با کنترل بهتر حرکت کربن دی‌اکسید و آب به برگ‌ها و خروجشان. بیش از میلیون‌ها سال این جذب فزاینده کربن دی‌اکسید باعث افزایش غلظت اکسیژن شده و 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 می‌کند. قبلا فرض بر این بود که گیاهان به‌طور هم‌زمان با قارچ‌های آبی به خشکی راه پیدا کردند، اما اکتشاف جدید این احتمال را مطرح می‌كند 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 پیش‌روی دانشمندان این است که با قطعیت مشخص کنند آیا این قارچ‌های باستانی منشأ زمینی/خشکی داشتند یا خیر. دانشمندان همچنین باید جایگاه قارچ‌ها را در درخت فرگشتی حیات تعیین كنند. 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.
www.theconversation.com