真菌如何幫助創(chuàng)造我們所知的生命
今天,我們的世界在視覺上以動植物為主,但利茲大學科學家表示,如果沒有真菌,這個世界就不可能實現(xiàn)。研究人員進行了一些實驗,植物和真菌生長在類似于古代地球的大氣層中,通過將其結(jié)果納入計算機模型,已經(jīng)證明真菌對于富氧氣氛的創(chuàng)造至關(guān)重要。
人類和其他哺乳動物需要高水平的氧氣才能發(fā)揮作用,人們普遍認為,隨著二氧化碳逐漸被第一批陸地植物光合作用,這顆行星在大約5億至4億年前形成了富氧氣氛。
研究小組:來自植物科學中心的Katie Field博士,地理學院的Sarah Batterman博士和地球與環(huán)境學院的Benjamin Mills博士表示,真菌在建立透氣氛圍方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。地球通過從巖石“開采”營養(yǎng)磷并將其轉(zhuǎn)移到植物來為光合作用提供動力。
新的研究表明,在古老的大氣條件下,磷的轉(zhuǎn)移量可能非常大,并且,使用“地球系統(tǒng)”計算機模型,該團隊表明真菌具有顯著改變古代大氣的能力。
生命關(guān)系
雖然許多現(xiàn)代植物可以直接從土壤中通過根部收集營養(yǎng),但最早的植物生命形式面臨完全不同的氣候,沒有根,也沒有血管,這意味著它們無法保持水分或?qū)⑵湟苿拥较到y(tǒng)周圍。
他們接觸到的“土壤”是缺乏有機物的礦物質(zhì)產(chǎn)品,這就是他們與真菌的關(guān)系如此重要的原因。
真菌能夠通過稱為生物風化的過程從它們生長的巖石中提取礦物質(zhì)。真菌表達有機酸,有助于溶解它們生長的巖石和礦物質(zhì)顆粒。
通過提取這些礦物質(zhì)并將它們傳遞給植物以幫助植物生長,真菌反過來獲得植物在從大氣中光合作用二氧化碳時產(chǎn)生的碳。
氣體交換
利茲團隊進行的實驗室實驗表明,目前仍存在的不同古老真菌以不同的速率進行這些交換,這影響了植物產(chǎn)生氧氣的速度。
反過來,這也影響了大氣從二氧化碳濃度變得更加濃厚變?yōu)榕c我們今天呼吸的空氣相似的速度。
菲爾德博士說:“如果不同類型的早期植物 - 真菌共生體被納入全球磷和碳循環(huán),我們使用計算機模型來模擬整個古生代時期氣候可能發(fā)生的變化。
“我們發(fā)現(xiàn)這種影響具有潛在的顯著性,植物 - 真菌碳 - 營養(yǎng)素交換的差異極大地改變了地球的氣候,通過植物驅(qū)動的二氧化碳降低光合作用,大大改變了大氣中氧氣上升的時間。”
米爾斯博士說:“陸地植物的光合作用最終導致地球上大約一半的氧氣產(chǎn)生,并且需要磷,但我們目前對這種營養(yǎng)物質(zhì)的全球供應(yīng)如何運作的認識不足。
“包含真菌相互作用數(shù)據(jù)的結(jié)果在我們對地球早期發(fā)育的理解方面取得了重大進展。我們的工作清楚地表明了真菌在創(chuàng)造含氧氣氛中的重要性。”
Batterman博士補充說:“我們的研究表明真菌等微小生物可能對全球環(huán)境產(chǎn)生重大影響。我們的關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)是,真菌和植物之間關(guān)系的性質(zhì)可能改變了大氣中的二氧化碳,氧氣和最終的全球氣候。以不同的方式,取決于存在的真菌的類型。“
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