问题

蘑菇 是什么时候出现的?有蘑菇化石留存吗?

回答
蘑菇,这个我们餐桌上常见的美味,以及在森林里默默生长的神秘生物,它们究竟是什么时候来到这个世界的呢?它们是否也像恐龙一样留下了自己的化石,向我们诉说着古老的故事呢?要回答这个问题,我们需要穿越时间的洪流,深入到生命演化的早期。

蘑菇的古老起源:与陆地生命一同崛起

要确定蘑菇出现的确切时间点并不容易,因为蘑菇本身主要由菌丝体构成,这些结构柔软且极易腐烂,很难在地质记录中保存下来。然而,我们可以从它们的“亲戚”——真菌(Fungi)的整体出现时间来推测蘑菇的起源。

真菌是一个非常古老且庞大的王国,它们与植物和动物一样,都属于真核生物。科学界普遍认为,真菌的起源可以追溯到非常非常遥远的过去,可能是在地球生命演化的早期就已经出现了。

一些早期的研究根据基因证据推测,真菌与动物的分化可能发生在大约10亿到12亿年前。想象一下,那个时候地球上的生命形态还非常原始,多细胞生物刚刚起步,而真菌就已经开始了它们独立的演化之路。

更重要的是,真菌在地球生命登陆陆地,也就是大约5亿年前的奥陶纪,扮演了至关重要的角色。在早期,陆地环境对生命来说是极其严酷的,缺乏土壤,养分匮乏。正是真菌的菌丝体,与植物的根系共生(形成菌根),帮助植物吸收水分和矿物质,从而促进了植物的繁盛和土壤的形成。没有真菌的贡献,我们今天所见的陆地生态系统可能根本无法建立。而蘑菇,作为真菌最显而易见的“子实体”或繁殖结构,自然也是伴随着真菌的登陆而出现的。

所以,虽然我们很难说“某个特定的蘑菇”是什么时候出现的,但我们可以确信,在植物登陆陆地,甚至在更早的时期,真菌就已经存在了,而蘑菇这种繁殖结构也应该是在真菌演化出有性繁殖能力之后逐渐形成的。 可以说,蘑菇作为真菌家族的一员,它们与地球的陆地生命一同崛起,共同塑造了我们今天所见的绿色世界。

蘑菇化石:一个难以寻觅的痕迹

那么,我们能找到蘑菇的化石吗?如前所述,蘑菇的主体是菌丝体,这使得它们在化石记录中显得非常稀少和难以辨认。但并非完全没有。

孢子化石: 相比于肉质的蘑菇本身,真菌的孢子(spores)更可能被保存下来。孢子微小,且外壁坚韧,可以在沉积岩中保存很长时间。科学家们确实在古老的岩石中发现了疑似真菌孢子的微体化石,这些发现进一步支持了真菌的古老性。例如,在大约4.6亿年前的地层中就发现了一些被认为是真菌起源的证据。

菌丝体化石: 有时,在特定的地质条件下,真菌的菌丝体也可能被石化,形成一些细小的管状或网状结构。这些化石需要非常细致的显微分析才能确定其真菌性质。例如,在大约4.2亿年前的志留纪地层中,发现的一些被认为是“原藓(Prototaxites)”的化石结构,虽然其分类存在争议,但很多科学家认为它可能是一种早期真菌,或者是由真菌和藻类组成的复合体。这些结构能够长到几米高,是早期陆地上非常醒目的生命体。

蘑菇的直接化石: 找到现代意义上我们熟悉的“伞状”蘑菇的直接化石,则更加困难。这是因为蘑菇的子实体生命周期很短,死亡后很快就会分解。但是,在琥珀中,我们有时能够发现被包裹的真菌结构,甚至可能包括一些保存完好的蘑菇形态。琥珀是树脂经过漫长地质作用形成的化石,它能够很好地保存生物的细节。虽然这类发现不如其他化石那样普遍,但它们为我们提供了珍贵的直观证据。

总结来说:

蘑菇作为真菌王国的一部分,其起源可以追溯到至少5亿年前,甚至更早。它们与植物一同登陆陆地,为陆地生态系统的形成奠定了基础。虽然找到保存完整的蘑菇直接化石非常困难,但科学家们通过在古老岩石中发现的真菌孢子和菌丝体化石,以及在琥珀中发现的真菌结构,已经逐渐拼凑出真菌和蘑菇古老而辉煌的演化历程。它们是地球生命史上不可或缺的早期参与者,默默地见证并参与了地球生命的伟大演变。

网友意见

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我又来了。

前面 @杨溢 大佬提到了今年初的发现,这是个非常有趣的发现,不仅仅一次性将陆生真菌的时间从早泥盆(4.1亿年前)拉到了前寒武(6.3亿年前),还很微妙地照应了之前的一项研究——2018年,就有科学家认为,真菌鞭毛在演化中的丢失,暗示了真菌在很早的时间段就已经登上了陆地,而这个时间节点大致为7.2亿年。可以说,今年的发现很好地佐证了这个基于分子生物学的研究,可以说是古生物学与分子生物学的一次珠联璧合。

至于真菌登陆的动力,一般认为与植物的登陆有关。同样是这篇文章,研究人员构建了一个植物与真菌演化的对比,我们可以通过这张图看到,植物的辐射与真菌的辐射具有一定的协同性,许多重要的植物演化事件与真菌的演化事件都是同时发生的——而真菌的登陆就与陆生藻类的发端相伴随。根据19年《Elife》上的一篇文章显示,这个登陆过程很有可能是与藻类共生的真菌借助藻类登陆的过程而获得陆生能力的——这种共生也成为了真菌的传家宝,基本所有的陆生植物都会被真菌所侵染,无论是叶片、根系、种子还是花朵,可以说,有植物的地方就有真菌。一方面,真菌分解植物遗骸,帮助种子萌发,是植物生活史中的重要组成部分,但另一方面,植物也受到真菌病害的打击,时常面临着威胁。可以说,植物与真菌正是处于永恒相爱相杀的一对怨侣。随着植物在志留纪后的逐渐繁盛,真菌也跟着迅速辐射。在隐孢植物、维管植物逐渐成为陆地的主宰者时,真菌也快速演化着,以至于在志留纪晚期出现了一种巨型的超级真菌——原杉(Prototaxites),长达8m的巨大体型以至于让最开始发现它的研究者误以为是维管植物。而在大型维管植物兴起之后,真菌则更是彻底迎来了它们的黄金时代,在一地球的纤维素和木质素面前,真菌大快朵颐,牢牢占据着分解者的位置,再也没离开过生物界的核心位置。

当然,大家如果仔细看第一张图的话,就会发现,真菌类群的诞生还要位于更早的位置——约为15亿年到9亿年的这个区间。而最早的真菌或类似真菌菌丝形态的化石也相当早,在南非,报道过24亿年的真菌菌丝状结构,这个结果实在是过于惊悚,因为这一年限甚至超过了最古老的真核细胞的化石记录。不过,更为坚实的记录也具有很久远的历史。2019年,加拿大发现了元古代(10.1亿年-8.9亿年 )的真菌记录,这一物种被命名为Ourasphaira giraldae ,我们可以看到菌丝结构非常漂亮,我们可以看到清晰的分叉与囊泡状结构。这一结果也与之前的分子生物结果相吻合,所以我们一般认为真菌的起源时间可能就在这附近。

推荐阅读:

参考文献?算了不列了下次再说罢。

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这刚好是与中科院地化所近两年的研究成果相关的,以下内容部分摘自地化所官网新闻报导。

至少在6.3亿年前,陆生真菌就已经在地球上出现,可以检索“瓮安生物群”“孢子化石”“菌丝化石”“陆生真菌”等关键词,获取更多信息与相关新闻报导。

一、迄今世界上发现的最早陆生真菌类化石

中国科学院南京地质古生物研究所、中国科学院地球化学研究所等单位牵头的国际团队通过高分辨率显微 CT 等现代化技术,最终破解了其身世之谜。相关研究成果于6月13日在线发表于美国《科学》杂志子刊《科学进展》(Science Advances)上,为理解动物起源提供了重要线索。

二、见证真菌登陆陆地。

在6亿多年前,蘑菇、酵母、青霉等真菌生物的祖先已经从海洋“爬”上了陆地。此前,最早的陆生真菌的化石发现于苏格兰,距今约4.1亿年历史。新发现的化石将陆生真菌的化石记录前推了2亿多年。生物从海洋登上陆地是生命演化史上的一次重要转折。而真菌被称为‘拓荒先锋’,在陆地从一片荒芜到生机勃勃的过程中扮演重要角色。

三、研究陆地早期环境和生命起源

此次发现的6.3亿年前陆生真菌化石,比最早的陆生高等植物化石还早1亿多年。这对我们研究陆地早期环境和生命演化,也具有重要意义。

四、远古真菌类化石

6.3亿年前的这种远古真菌类化石主要由两部分构成。一部分是长度数百微米的空心细丝,另一部分是连接在细丝之间、直径10至26微米的空心小球。科研人员通过与现代类似真菌的比对推测,细丝可能是真菌类生物的菌丝,而空心小球可能是用于繁殖的无性孢子。




狭义的蘑菇多指具有菌盖、菌柄结构的大型真菌,其中缅甸琥珀与热河生物群赋存有直接化石证据。

Palaeoagaracites antiquus Poinar & Buckley, 2007 是曾经已知最早的蘑菇化石,发现于缅甸琥珀,伞菌目,科位置不定,伞盖直径2.2 mm。现代所有的巨须隐翅虫(约100种)都是严格以蘑菇为食的昆虫,并且不同的甲虫类型取食不同种类的蘑菇。

新的研究成果是在缅甸琥珀与热河生物群发现9000万到1.25亿年前的完整蘑菇化石,并发现了以蘑菇为食的巨须隐翅虫。成果已经于2017年3月16日发表在了《自然—通讯》(Nature Communications)上。以下介绍该论文成果:

  这次与蘑菇琥珀同时发现的巨须隐翅虫的体型,与现生类型极其相似,同时,它们拥有高度特化的口器,其下唇须末端膨大,呈斧状;下唇末端密布多种嗅觉感受器,很有可能是用于探寻蘑菇和感知蘑菇的新鲜程度;此外,它们的上颚内缘呈锯齿状,可以用来切割取食蘑菇。
  这不但说明1.25亿年前就有蘑菇了,而且还说明缅甸与热河生物群都包含多种不同的蘑菇。

该项研究由中国科学院,国家科技部和国家自然科学基金委员会联合资助。

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