Kloof
Volgens een nieuw onderzoek van de Universiteit van Leeds overbrugden schimmels een zeer belangrijke kloof tussen planten en de bodem. Toen de aarde 4,6 miljard jaar geleden werd gevormd, had het bijna geen atmosfeer. Terwijl het afkoelde, ontstond er een atmosfeer van waterstofsulfide, methaan en koolstofdioxide. Door verdere afkoeling ontstond uiteindelijk vloeibaar water, en in dat vloeibare water ontstonden cyanobacteriën die aan de hand van fotosynthese steeds meer zuurstof in deze atmosfeer begonnen te pompen. Maar het was pas met de evolutie van landplanten, zo'n 400 tot 500 miljoen jaar geleden, dat de atmosfeer zuurstofrijk genoeg werd om aeroob leven mogelijk te maken.
Fosfor
Volgens de Britse onderzoekers waren deze vroege planten echter niet voldoende ontwikkeld om zelfstandig het land te hebben gekoloniseerd. Ze hadden nog geen wortels of vasculaire systemen zoals planten dat vandaag de dag hebben. Ook hadden ze geen toegang tot fosfor, een essentieel mineraal voor de fotosynthese. Nu blijkt dat zij hulp kregen van schimmels die het fosfor vanuit de grond naar de planten transporteerden. Dit is vergelijkbaar met de symbiotische relatie die 99% van de planten tegenwoordig heeft met zogenaamde mycorrhiza-schimmels.
Oudste fossiel
De resultaten van het onderzoek sluiten tevens goed aan bij de vondst een van de oudste fossielen van een op het land levend organisme, die van een schimmel. Schimmels zijn waarschijnlijk al veel ouder dan planten. Dit komt wellicht omdat schimmels het vermogen hebben mineralen uit rotsen te winnen, terwijl planten meer afhankelijk zijn van organisch materiaal. En daar was in het vroege leven van onze planeet niet veel van.
Modellen
Het team gebruikte een combinatie van computermodellering en laboratoriumexperimenten met oeroude schimmels die het tot op de dag van vandaag hebben overleefd. Verschillende schimmels bleken de fosfor-koolstofuitwisseling met hun plantaardige partner met verschillende snelheden uit te voeren, wat op zijn beurt van invloed was hoe snel de planten zuurstof produceerden. Deze gegevens werden in een computermodel geladen waarmee het klimaat in het paleozoïsche tijdperk werd gesimuleerd. Hieruit bleek dat de extreme verandering in de atmosfeer alleen mogelijk kan zijn geweest als gevolg van deze plant-schimmelsymbiose.
Bron: Mills et al., 2018 - Nutrient acquisition by symbiotic fungi governs Palaeozoic climate transition