Stanford University
coenogonium leprieurii tropical lichen

共生进化

从超过3300种的DNA数据揭示了地衣如何一起住,分头行动,交换合作伙伴和改变形式,超过250万年前。 

外地博物馆的工作人员
时钟-申博体育_申博开户2020年8月10日

地衣可能是自然界中最容易被忽视的生命形式。如果你花很多时间之外,你可能看到一些每一天,虽然你可能不知道它 - 大多数人都可能认为他们是青苔。然而,地衣不是植物(苔藓这是),而是真菌队了 藻类和/或蓝细菌,以形成一种复合有机体。虽然他们的排名相对较低的生物魅力规模,地衣 在生态群落中发挥重要作用,从碳吸收的食物,适用于各种动物的,他们是 共生的典型例子 - 两个独立的有机体之间的伙伴关系 - 并且是甚至是首次提出共生的概念在19世纪末期的研究课题。

共生是整个自然界已知的,尽管他们在构建生态系统,它们的起源,持久性和在进化的时间尺度上影响力方面发挥的关键作用依然没有得到很好的科学家的理解。在 一项新的研究 这个星期在 科学的自然科学院院刊, 一组研究人员通过装配地衣迄今为止最大的家族树,占地超过3300种提高了我们的共生演化的认识。他们用这些数据来计算出地衣真菌如何以及何时交易藻类的合作伙伴,以及硬壳和绿叶/簇绒生长形态之间切换在过去的250万年 在衰退脱落新轻,在共生的流 进化时间表. “这些数据使我们能够更好地了解哪些共生粘在一起或掰开 和他们的生态贡献如何通过时移”主要作者马修·内尔森,在芝加哥菲尔德博物馆的研究人员说。

研究人员介绍,从现场博物馆,申博体育开户,并在柏林植物园和博物馆,画了一个巨大的组DNA序列数据来重建地衣的最大群体的庞大家谱真菌一个超过鸟类组的总的多样性。每个真菌物种,它们记录了藻类组其与关联和它是什么样子(硬皮,或绿叶/簇绒)。他们然后使用一种称为祖状态重建到藻类伙伴每个祖先是最有可能与相关的推断的技术,并且其生长的形式,它可能产生的。他们也用树来计算此新物种出现,消失一段时间的利率。 “因为化石的地衣和真菌的记录非常稀少,所以很难从化石证据重建它们的进化,”笔记 罗伯特 勒金 柏林植物园和博物馆。 “这种类型的基于DNA序列数据的尝试定量研究,以通过尝试从本重建过去更换该间隙”。

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地衣是通常被认为是原始的,但我们的比较表明,在地衣多样性的繁荣来了出奇的晚了。

他们的研究结果在本组真菌的早期历史中透露了一些动荡。这是众所周知的是,某些真菌失去了以在过去地衣的能力,并切换到成为分解或植物寄生虫,与其他许多共生的意见是一致的。 “什么是意外,”纳尔森笔记“,是如何在家庭树深发生这种情况,大约200万年前。一些后代继续在非地衣状态持续下去,而其他人拿起另一藻类的合作伙伴,在某些情况下,在大致相同的时间的其他群体 -lichenized真菌的不断发展的地衣协会与同一组藻类“。这种更广泛的趋势正好与栖息地,这些藻类有利的,如开花植物为主的湿热带雨林的演变。如 勒金 指出,“在热带地衣的专家,对我来说是特别有趣的,看看一些主要的热带谱系被地衣如何切换,成为分解,甚至寄生菌,然后在某些情况下,最终还是回到了地衣习惯。”

科学家们也想看看这些结果如何与其他类型的真菌。他们比较了他们的研究结果最近的研究集中在一个多样化和知名集团的蘑菇,这在很大程度上是分解和根系共生真菌。作为合着者 凯文·博伊斯 斯坦福指出,“地衣是通常被认为是原始的,但我们的比较揭示出地衣,多样化的繁荣来了令人惊讶的太晚了。蘑菇侏罗纪期间快速多元化,而地衣经历了物种灭绝,并于本逐渐增加从白垩纪中期,对应于开花植物逐渐占主导地位的世界。确定本身相互矛盾的演化模式是理解更广泛的环境和进化方面的第一步。”

如勒金 顾名思义,巨大的一套DNA数据“提供了一个引人入胜的窗口入什么地衣群落可能在遥远的过去,他们是如何随着时间而演变与恐龙一起,以及它们是如何实现了他们现在的多元化与现代生态系统的进化已经样子。”事实上,在深近形式与这些真菌和合作伙伴发挥出了共生关系的基础上进化动力学我们今天所知道。 “共生随处可见,它们在进化和我们的环境是一个根本的力量,”内尔森声明。 “因为地衣共生的一款经典机型,了解他们如何改变合作伙伴,转向物理形式和多样化的经过数百万年具有共生本身的深部过程更广泛的见解。”

媒体联系人

马修·内尔森

菲尔德博物馆

mnelsen@fieldmuseum.org

凯文·博伊斯

School of Earth, Energy & Environmental Sciences

ckboyce@stanford.edu

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