Hvordan svampe var med til at skabe liv, som vi kender det

I dag er vores verden visuelt domineret af dyr og planter, men denne verden ville ikke have været mulig uden svampe, siger videnskabsmænd fra University of Leeds.

Forskere har udført eksperimenter, hvor planter og svampe dyrkes i atmosfærer, der ligner den gamle Jord og, ved at inkorporere deres resultater i computermodeller, har vist, at svampe var afgørende for skabelsen af ​​en iltrig atmosfære.

Mennesker og andre pattedyr kræver høje niveauer af ilt for at fungere, og det antages generelt, at planeten udviklede en iltrig atmosfære for omkring 500 til 400 millioner år siden, da kuldioxid gradvist blev fotosyntetiseret af de første landplanter.

Forskerholdet:Dr. Katie Field fra Center for Plantevidenskab, Dr. Sarah Batterman fra School of Geography og Dr. Benjamin Mills fra School of Earth and Environment, viser, at svampe spillede en afgørende rolle i etableringen af ​​den åndbare atmosfære på Jorden ved at "mine" næringsstoffet fosfor fra sten og overføre det til planter for at drive fotosyntesen.

Den nye forskning viser, at mængden af ​​overført fosfor kunne have været meget stor under de gamle atmosfæriske forhold, og, ved at bruge en "Earth system" computermodel, holdet viste, at svampe havde magten til dramatisk at ændre den gamle atmosfære.

Vital relation

Mens mange moderne planter kan samle deres næringsstoffer direkte fra jorden gennem deres rødder, de tidligste former for planteliv stod over for et helt andet klima, havde ikke rødder og var ikke-vaskulære, hvilket betyder, at de ikke kunne holde vand eller flytte det rundt i deres system.

Den "jord" de kom i kontakt med var et mineralprodukt uden organisk stof, derfor var deres forhold til svampe så vigtige.

Svampe har evnen til at udvinde mineraler fra de klipper, de vokser på, gennem en proces kendt som biologisk forvitring. Svampene udtrykker organiske syrer, som hjælper med at opløse de sten og mineralkorn, de vokser henover.

Ved at udvinde disse mineraler og give dem videre til planter for at hjælpe planternes vækst, svampene modtog til gengæld det kulstof, planterne producerede, da de fotosyntetiserede kuldioxid fra atmosfæren.

Gasudveksling

Laboratorieforsøg udført af Leeds-teamet har vist, at forskellige gamle svampe, som stadig eksisterer i dag, gennemførte disse udvekslinger til forskellige takter, hvilket påvirkede de varierende hastigheder, hvormed planter producerede ilt.

Til gengæld påvirkede dette den hastighed, hvormed atmosfæren ændrede sig fra at være meget mere rig på kuldioxid til at blive lig den luft, vi indånder i dag.

Dr. Field sagde:"Vi brugte en computermodel til at simulere, hvad der kunne være sket med klimaet gennem den palæozoiske æra, hvis de forskellige typer tidlige plante-svampe-symbioser blev inkluderet i de globale fosfor- og kulstofkredsløb.

"Vi fandt ud af, at effekten var potentielt dramatisk, med forskellene i plante-svampe kulstof-for-næringsstof-udveksling, der i høj grad ændrer Jordens klima gennem plantedrevet nedtagning af CO2 til fotosyntese, væsentligt ændrer tidspunktet for stigningen af ​​ilt i atmosfæren."

Dr. Mills sagde:"Fotosyntese af landplanter er i sidste ende ansvarlig for omkring halvdelen af ​​iltproduktionen på Jorden, og kræver fosfor, men vi har i øjeblikket en dårlig forståelse af, hvordan den globale forsyning af dette næringsstof til planter fungerer.

"Resultaterne af at inkludere data om svampeinteraktioner udgør et væsentligt fremskridt i vores forståelse af Jordens tidlige udvikling. Vores arbejde viser tydeligt svampenes betydning i skabelsen af ​​en iltet atmosfære."

Dr. Batterman tilføjede:"Vores undersøgelse viser, at små organismer såsom svampe kan have store virkninger på det globale miljø. Vores kritiske konstatering var, at arten af ​​forholdet mellem svampe og planter kunne have transformeret den atmosfæriske kuldioxid, ilt og i sidste ende det globale klima på meget forskellige måder, afhængigt af typen af ​​svampe til stede."

Hele papiret, "Næringsstofoptagelse af symbiotiske svampe styrer palæozoisk klimaovergang, " er udgivet i Philosophical Transactions of the Royal Society B .