В Институте геологии алмаза и благородных металлов СО РАН (Якутск) исследуются одни из древнейших грибов, найденные в осадочных породах на территории современной Якутии.
Сибирские ученые исследуют палеогрибы: древние загадки природы
Василий Макаров

«К девонскому периоду (он начался примерно 416 млн лет назад) на нашей планете сложилось морфологическое разнообразие грибов и грибоподобных организмов, которые по‑разному сосуществовали с растениями или животными тех времен, — отмечает главный научный сотрудник ИГАБМ СО РАН доктор геолого-минералогических наук Пётр Николаевич Колосов. — Однако встает вопрос: когда же грибы появились на Земле?»

Пётр Колосов, автор исследованияПётр Колосов Пётр Колосов, автор исследования


В докембрийских — ранее 541 млн лет назад — отложениях палеонтологи ведут поиск микрофоссилий, то есть микроскопических окаменевших органических остатков, среди которых, вероятно, есть и грибы. Однако единичные находки, относящиеся к более древним временам, могут быть интерпретированы неоднозначно. Пётр Колосов цитирует высказывание известного исследователя докембрийских микроорганизмов профессора Калифорнийского университета США Дж. У. Шопфа: «Существует очень мало достоверных сообщений о докембрийских грибах».

Тем не менее за последние годы Пётр Николаевич сделал целую серию находок замечательно сохранившихся микроскопических водных грибов в столбчатых строматолитах на территории Якутии. Эти карбонатные постройки, сформированные по типу коралловых, образовались в вендский период — по сути, это окаменевшие цианобактериально-водорослевые маты. «Весьма древние грибы в такой сохранности ранее в мире не находили», — подчеркивает палеонтолог.

Ученый так описывает один из видов обнаруженных микроорганизмов: мицелии (то есть вегетативные тела) нитевидные состоят из густо переплетающихся друг с другом трубчатых гиф — нитевидных образований, предназначенных для поглощения воды и питательных веществ. «На поверхности гиф располагаются весьма мелкие тельца, похожие на органы размножения. Нижний конец мицелия по‑разному разветвленный, широкий, а верхний — узкий, оканчивающийся волосками: единичными гифами, — рассказывает Пётр Колосов. — Базальная (лежащая у основания) часть организма выглядит как клубок плотно расположенных тончайших гиф. Некоторые ветви нижнего конца мицелия имеют расширенные окончания (места размножения), в которых также сконцентрированы тончайшие гифы. На протяжении нитевидных мицелий имеются расширенные участки — места вегетативного размножения, где одни гифы закручены, другие — отходят в разные стороны от мицелия. Мицелии покрыты прозрачной слизистой (при жизни организма) пленкой».

Расширенный участок мицелия — место вегетативного размножения, видны гифыПётр Колосов Расширенный участок мицелия — место вегетативного размножения, видны гифы

Как видно из описания, нитевидные структуры этих микрофоссилий сильно разветвлены — и это говорит о том, что такие существа были сапрофитами, то есть питались отмершей органикой. «Собственно, эти нити и вели поиск и добывали пищу — органические вещества, производимые водорослями, — комментирует Пётр Колосов. — Как известно, подобным способом среди эукариот питаются грибы, поэтому хорошо сохранившиеся несептированные (не разделенные перегородками на клетки) нитевидные микрофоссилии путем сравнительно-морфологического анализа удается определить как водные низшие грибы — с учетом их обитания в водорослевой среде».

Ученый обнаружил и микроорганизмы того же возраста, но другой формы: в виде одиночных клеток, которые размножаются почкованием и делением, что характерно для современных дрожжей. У этих палеодрожжей имелись характерные корневидные выросты, очень похожие на ризоиды — органы, служащие для прикрепления к субстрату. «У упомянутых ископаемых клеток выросты состоят из весьма тонких гиф, хорошо видимых в виде нитей, а это уже доказательство того, что такие выросты представляют собой мицелиальный элемент морфологии тела, — отмечает Пётр Колосов. — Такая находка редкой сохранности была отнесена к отделу Ascomyсota (аскомицеты), подотделу Saccharomycotina (сахаромицеты). Удалось установить, что на юго-востоке Сибирской платформы около 550—600 млн лет назад в водной среде существовали паразитирующие на водорослях дрожжевые грибы, имеющие мицелиально-дрожжевую форму. Возможно, они были одними из самых ранних водных грибов, готовящихся к выходу на сушу».

Дрожжевой гриб с мицелиальными элементами морфологии, состоящими из нитевидных гифПётр Колосов Дрожжевой гриб с мицелиальными элементами морфологии, состоящими из нитевидных гиф

Здесь нужно пояснить: в геноме современных грибов имеются две программы развития: дрожжевая и мицелиальная, возникшие, предположительно, в период силура (443—416 млн лет назад), когда эти организмы стали развиваться на суше. Второй вариант необходим «сухопутным» грибам, чтобы разветвленный мицелий (иными словами — грибница) мог широко распространяться в поисках питательных веществ. В водной среде необходимости в мицелии нет. «Тем не менее, по‑видимому, найденные нами грибы, обитая в дрожжевой форме, эволюционировали в направлении перехода на мицелиальную в случаях, когда условия обитания становились неблагоприятными для развития в прежнем виде», — комментирует Пётр Колосов.

Споры (диаметром 0,3—1,2 микрон) дрожжевых грибовПётр Колосов Споры (диаметром 0,3—1,2 микрон) дрожжевых грибов

«Удалось обнаружить также споры дрожжей, а еще — грибы, гифы которых местами являются ищущими и проникают в клетки водорослей, как у современных лишайников, — добавляет ученый. — При этом пластинчатая форма тела зеленых водорослей сохраняется. То есть по отношению к хозяину грибы (паразиты) выступали мягко, сохраняя клетки и образуя парасимбиоз, — не вредящие друг другу взаимоотношения. В дальнейшем это привело к мутуалистическому (взаимовыгодному) симбиозу, формированию морфологически дифференцированных структур лишайников».

Гифы грибов (паразитов) пронизывают тело водоросли, высасывают органические вещества для пропитанияПётр Колосов Гифы грибов (паразитов) пронизывают тело водоросли, высасывают органические вещества для пропитания

Отметим, что в те далекие времена современная Сибирь находилась у палеоэкватора. Практически вся (за некоторыми исключениями) территория Сибирской платформы в вендский период была занята мелководным, хорошо прогреваемым морем. Это были практически идеальные условия для развития цианобактерий и водорослей, которые, собственно, и процветали повсюду. Как и у современных, в их клеточных покровах высоко содержание полисахаридов (крахмал, сахароза и т. д.), также у ряда зеленых водорослей среди внеклеточных продуктов обнаружены яблочная, щавелевая, молочная, муравьиная, уксусная, глицериновая, лимонная и другие кислоты. «Питающиеся готовыми органическими веществами грибы потому и развивались в морских бассейнах на территории современной Сибири», — говорит Пётр Колосов. Кстати, при непосредственном участии палеогрибов вендского периода осаждался карбонат кальция — добавим сюда взнос зеленых водорослей и цианобактерий и получим формирование столбчатой формы строматолитов.

«В докембрийских периодах находятся корни фанерозойской (то есть после 541 млн лет) и современной жизни, а также начало развития доисторических и современных экосистем, — говорит ученый. — Поэтому обнаружение в осадочных толщах докембрия хорошо сохранившихся микрофоссилий и установление их систематического положения (в основном — бактерии, цианобактерии, водоросли, грибы) можно считать несомненным научным достижением в познании ранних этапов эволюции жизни».

Материал предоставлен порталом «Наука в Сибири»

Понравилась статья?
Самые интересные новости из мира науки: свежие открытия, фотографии и невероятные факты у вас на почте.
Спасибо.
Мы отправили на ваш email письмо с подтверждением.