如果没有植物,地球永远不会形成可供我们所有人繁衍生息的可呼吸大气层。但现在事实证明,植物的存在得益于我们星球上一些最奇特的生命形式——真菌的帮助。
根据利兹大学科学家的最新研究,真菌在植物和土壤之间架起了一座非常重要的桥梁。
46亿年前,当地球最初形成时,它几乎没有大气层。 当它冷却时,形成了一种大气,但它由硫化氢、甲烷和二氧化碳组成,对人类来说毒性很大。
然后,地球温度变得足够低,足以产生液态水,随着液态水的出现,蓝藻细菌开始了将地球大气层转变为富氧大气层的过程。
但直到大约 400 到 5 亿年前,陆地植物进化后,大气层才变得足够丰富,足以支持动物的生存。
而且,根据利兹大学的一组研究人员的说法,这些早期植物的发育程度还不足以自行完成这一任务。 他们还没有进化根或像今天植物一样的维管系统。
相反 - 与共生关系今天的植物和真菌之间——土壤中的真菌将岩石中的磷转移到植物上,从而为植物的光合作用提供动力。
“陆地植物的光合作用最终负责地球上约一半的氧气生成,并且需要磷,但我们目前对全球向植物供应这种养分的运作方式知之甚少,”团队成员之一说道,生物地球化学建模师本杰明米尔斯。
“包含真菌相互作用数据的结果使我们对地球早期发展的理解取得了重大进展。我们的工作清楚地表明了真菌在创造含氧大气中的重要性。”
而且,值得注意的是,最早的陆地生物化石是蘑菇之一。 真菌已经存在很长时间了,甚至可能比植物还要久远。
这可能是因为真菌有能力从岩石中提取矿物质,而植物更多地依赖有机物。
在地球生命的早期阶段,这样的东西并不多。 但是,当植物对大气中的二氧化碳进行光合作用时,它们会产生碳,并将其传递给真菌。 这种安排是互惠互利的。
该团队结合了实验室实验和计算机建模,使用了现存的古代真菌。
通过观察活动中的真菌,他们能够确定不同的真菌以不同的速率进行磷-碳交换,这反过来又影响了植物产生氧气的速度。
这影响了大气注入足够氧气以供呼吸的速度。
“我们使用计算机模型来模拟如果不同类型的早期植物-真菌共生体包含在全球磷和碳循环中,整个古生代的气候可能会发生什么,”研究合著者说,植物生物学家凯蒂·菲尔德。
“我们发现这种影响可能是巨大的,植物-真菌碳与养分交换的差异通过植物驱动的光合作用减少二氧化碳,极大地改变了地球的气候,从而大大改变了大气中氧气上升的时间。”
谢谢你,小粘菌。
该研究已发表在期刊上哲学汇刊B。