El paleobotánico Az Klymiuk no se propuso alterar la comprensión de la ciencia del registro fósil de las asociaciones de plantas y hongos. Solo quería descubrir el entorno en el que vivían algunas plantas fósiles. Esa pregunta la llevó a mirar las raíces de totora modernas ylos hongos que viven dentro de ellos. Ella descubrió que los hongos tienen más dificultades para crecer en raíces de espadaña que están bajo el agua. Y ese descubrimiento, que se publica en la revista Micología , podría cambiar la forma en que interpretamos algunas partes del registro fósil, incluida una importante comunidad de plantas terrestres tempranas.
"Estaba estudiando plantas fósiles que tienen 48 millones de años. En estos fósiles, podemos ver las células vegetales y todo lo que contiene, incluidos los hongos. Al describir estos hongos fósiles, me di cuenta de que en realidad no sabemos mucho sobre hongosque viven hoy en las plantas de humedales ", dice Klymiuk, gerente de colecciones de paleobotánica del Field Museum y autor principal de la Micología estudio. "Se ha realizado muy poco trabajo, casi nada en términos de su ecología y distribución".
Los hongos, que incluyen hongos, mohos y levaduras, no son plantas, son su propio tipo de organismo separado, más estrechamente relacionado con los animales que cualquier cosa verde. Pero casi todas las plantas terrestres tienen hongos pequeños que viven dentro de sus raícesEstos hongos microscópicos crecen zarcillos que se arrastran hacia el suelo, donde pueden descomponer la suciedad y absorber el elemento fósforo que está presente en el suelo y las rocas. El huésped de la planta luego usa ese fósforo para crear energía puntos de bonificación si recuerda desde lo alto.La biología escolar dice que la energía viene en forma de una molécula llamada trifosfato de adenosinina ATP. Sin los hongos, a las plantas les resulta mucho más difícil extraer fósforo del suelo. Todo esto quiere decir que las plantas necesitan los hongos que viven en sus plantas.raíces para que puedan crear la energía que necesitan para sobrevivir. Además de estos hongos "útiles", las plantas también albergan un grupo enigmático de hongos llamados endófitos septados oscuros: el veredicto aún no está claro si estos hongos son parasi débilespruebas, patógenos latentes o socios útiles.Lo que sí sabemos es que la mayoría de las plantas los alojan, incluidas las plantas fósiles con las que Klymiuk trabajó.
Klymiuk sentía curiosidad por las posibles funciones ecológicas de estos hongos, pero también estaba intrigado por qué algunas plantas fósiles tenían muchos hongos de raíz y otras tenían muy pocas. Dado que estas plantas fósiles provenían de áreas que habían sido humedales pantanosos hace millones de añosCuando las plantas estaban vivas, decidió buscar pistas en las plantas modernas de humedales, que tienen mucho en común con las antiguas: totora.
Para hacer esto, recolectó raíces de totora de varios humedales, muestreando plantas desde la costa hasta el punto más profundo en el que crecieron. "Estaba allí en la playa con mis asistentes de pregrado, y estábamos desenterrando totora". Entras allí con una pala, y simplemente levantas esta planta gigante que es tan alta como tú ", dice Klymiuk, quien comenzó a trabajar en el proyecto en la Universidad de Kansas con el coautor Benjamin Sikes." Memorablemente, en unodepósito, literalmente le había dicho a Abby [mi estudiante universitario] que tuviera cuidado porque había una caída brusca, y ¿qué hice? Ker-splash, justo al lado. Era nuestro último sitio ese día, así que afortunadamente estábamoscerca del laboratorio, lo que significaba que al menos podría hacer un cambio rápido de vestuario antes de probar la preparación "
De vuelta en el laboratorio, examinó las raíces bajo un microscopio y comparó los hongos en las raíces de totora que habían estado creciendo a diferentes profundidades bajo el agua. Encontró que, al menos en estas totora, los hongos no funcionan bien con la inundación entodo. No importaba si estaban creciendo en dos pulgadas de agua, o cuatro pies - las espadañas que crecen en el agua tenían muy pocos hongos en sus raíces. Sin embargo, en tierra firme, las totoras tenían muchos hongos viviendo en sus raíces, comparable a las raíces que Klymiuk recolectó junto a las espadañas. "Resulta que cualquier grado de inundación suprime masivamente la cantidad de hongos en las raíces de las plantas", dice Klymiuk.
Dado que la cantidad de hongos que viven en las raíces de las plantas parece indicar si las plantas crecen completamente en el agua o en la costa, los científicos que buscan hongos en las raíces de las plantas fósiles pueden adivinar mejor en qué ambiente vivían esas plantas ".Esto nos da una nueva forma de entender lo que estamos viendo en los fósiles ", dice Klymiuk." Tengo algunas raíces donde los hongos están completamente ausentes. Puedo mirar y mirar y mirar y no hay nada allí. Tengo otras raíces que sonsimplemente cargado, embalado. Para mí, eso indica que estamos lidiando con diferentes niveles de inundación. Me siento bastante seguro al decir que cuando encontramos muchos hongos en la raíz de una planta, esa raíz probablemente no se inundó durante su vida ".
Además de brindar a los científicos una nueva herramienta para descubrir cómo eran algunos ecosistemas prehistóricos, este estudio también sugiere que parte de nuestra comprensión del registro fósil de interacciones entre plantas y hongos podría necesitar una recalibración. "Ha habido esta narrativa generalizada, todoa través de la biología ", dice Klymiuk." La idea básica es que las plantas necesitaban hongos para salir del agua y llegar a la tierra. La comunidad conservada más antigua de plantas terrestres, Rhynie Chert, de 407 millones de años, a menudo se cita como fósil.evidencia de esto. Esta comunidad de plantas terrestres se ha interpretado principalmente como un conjunto de humedales asociado con el desbordamiento o la inundación de aguas termales, y muchas de estas plantas terrestres tempranas albergaban hongos mutualistas, al igual que la mayoría de las plantas vivas de hoy. Lo que sugiere mi investigación esque estas plantas fueron probablemente víctimas de inundaciones intermitentes, en lugar de vivir en el agua ".
¿Entonces las plantas necesitaban ayudantes de hongos para llegar a la tierra? "No estoy en desacuerdo porque encontraron que las asociaciones de hongos eran extremadamente útiles una vez que estuvieron en la tierra, pero no creo que las protoplantas hubieran tenido que molestarse con ellas siestaban en el agua, porque el fósforo es fácilmente biodisponible en el agua ", dice Klymiuk." Mi sensación personal es que las primeras plantas terrestres probablemente nunca estuvieron en el agua para empezar. Hay muchos grupos de algas verdes que son completamente terrestres. Creoes muy posible que las plantas terrestres evolucionaron a partir de algas verdes completamente terrestres, y que el agua era un hábitat invadido de forma secundaria. Estén atentos, hay una gran cantidad de investigaciones interesantes sobre esta cuestión ".
El trabajo de Klymiuk no solo habla del pasado, sino que también arroja luz sobre la vida futura en la Tierra. "Es importante para nosotros entender estas relaciones porque muchos de nuestros cultivos y bosques están bajo estrés debido al cambio climático", diceKlymiuk. "No solo estamos lidiando con más inundaciones y de mayor duración y más sequías, y más de todo, sino que es muy probable que la forma en que funcionan las interacciones entre plantas y hongos cambie a medida que continuamos avanzando hacia un nivel más altoCO 2 mundo: sabemos que algunos grupos de hongos son 'mejores compañeros de habitación' con bajo nivel de CO 2 que alto; pagan su renta a tiempo. Aumente el CO 2 y de repente algunos de ellos se están quedando rezagados con el fósforo como renta, o piden pizza en la tarjeta de crédito de su anfitrión usando exceso de fotosintatos al costo de la planta anfitriona. Puedo sacar esta analogía de doce maneras diferentes, ysiempre terminará con 'no sabemos lo suficiente sobre cómo funcionan estos sistemas para generalizar o predecir algo con confianza todavía'. Todavía está muy poco estudiado ".
Más allá de las posibles aplicaciones de este trabajo, Klymiuk dice que está entusiasmada con el proyecto en aras del descubrimiento. "Existe este mundo misterioso y microscópico en el que generalmente no pensamos. Estoy realmente fascinado por las plantas y su evolución,porque gran parte de la paleobotánica es trabajo de detectives. Simplemente me emociona armar estos rompecabezas nuevamente y eliminar algunos misterios fundamentales ".
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Materiales proporcionado por Museo de campo . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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