Adesea trecuți cu vederea din cauza dimensiunilor lor minuscule, mușchii supraviețuiesc pe Pământ de sute de milioane de ani. Un nou studiu sugerează că, în tot acest timp, ar fi ascuns un secret biologic important: mușchii de deșert reușesc să supraviețuiască temperaturilor extreme printr-o simbioză cu ciuperci, un parteneriat ascuns direct în interiorul celulelor lor.
Mușchii au fost considerați multă vreme „solitarii regnului vegetal” — plante care reușesc să supraviețuiască fără partenerii fungici de care depind aproape toate celelalte plante terestre. Un nou studiu vine însă să conteste această idee: cercetătorii au găsit dovezi că ciupercile pot trăi chiar în interiorul celulelor mușchilor, o relație pe care știința nu o documentase niciodată până acum. Importanţa acestei descoperiri este uriașă: ea demonstrează că mușchii nu au fost niciodată organisme complet independente, sugerând că relația cu ciupercile i-ar fi ajutat să colonizeze uscatul încă de la apariția primelor plante pe Pământ, acum sute de milioane de ani.
Timp de decenii, cercetătorii au presupus că mușchii sunt altfel decât majoritatea plantelor. Peste 85% dintre plantele terestre formează parteneriate cu ciuperci, oferindu-le zaharuri în schimbul nutrienților extrași din sol. Cu dimensiunile lor minuscule și fără rădăcini, mușchii păreau să fie excepția de la regulă.
Acum, această presupunere este pusă sub semnul întrebării. Într-un studiu publicat în revista New Phytologist, cercetătorii au descoperit ADN fungic în țesuturile mușchilor și au observat chiar structuri fungice care creșteau în interiorul celulelor acestora. Descoperirea sugerează că aceste plante străvechi ar putea fi mult mai strâns legate de ciuperci decât se credea anterior.
Cum supraviețuiesc mușchii în deșert? O simbioză celulară neașteptată
Totul a pornit de la Kian Kelly, doctorand la Universitatea din California, Riverside, care studia crustele biologice ale solului. Aceste comunități vii reunesc, pe aceeași porțiune de pământ, ciuperci, bacterii, alge, mușchi și animale microscopice.
Kelly și-a desfășurat cercetările de teren în deșertul Mojave și în deșertul Sonora, unde temperaturile pot depăși 40°C. Comparând mușchii din medii diferite, a devenit curios să afle dacă și ciupercile asociate acestora se schimbă de la un loc la altul.
După cum se arată în EurekAlert, analizele de laborator au scos la iveală prezența ADN-ului fungic în interiorul mușchilor colectați atât din deșert, cât și din regiuni cu climă mai temperată. Cercetătorii au fost cu atât mai surprinși să descopere ciuperci micorizice — cunoscute pentru relațiile strânse pe care le formează cu plantele și care, în general, nu pot supraviețui fără o plantă-gazdă.
Nu doar ciuperci din solul din jur
Una dintre cele mai interesante descoperiri a venit atunci când oamenii de știință au comparat ciupercile care trăiau în interiorul mușchilor cu cele găsite în solul din apropiere. Comunitățile fungice nu se potriveau. Studiul a constatat că speciile din interiorul mușchilor erau diferite de cele prezente în solul înconjurător, semn că relația nu era întâmplătoare.
Echipa a mai descoperit că mușchii din deșert găzduiau comunități fungice diferite față de mușchii care cresc într-o climă mai blândă. Acest tipar a atras atenția cercetătorilor, fiindcă sugerează că anumite ciuperci ar putea fi mai bine adaptate la anumite medii.
„Bănuim că anumite ciuperci sunt mai utile pentru supraviețuirea în climă mai caldă și mai uscată”, a declarat Kelly într-un comunicat publicat de Universitatea din California, Riverside.
Rezultatele au contrazis ideea că mușchii trăiesc complet pe cont propriu. Dimpotrivă, ele indică o asociere mult mai selectivă între mușchi și ciuperci.
Un microscop a dezvăluit ce le scăpase oamenilor de știință
Ca să vadă exact unde se aflau ciupercile, Kelly a colorat țesuturile mușchiului cu un colorant albastru care se leagă de structurile fungice. La microscop, a descoperit formațiuni ramificate care creșteau direct în interiorul celulelor mușchiului.
„Imediat ce am văzut asta, am știut că am descoperit ceva cu adevărat interesant”, a adăugat el.
Cercetătorii descriu cum aceste structuri seamănă cu arbusculele — formațiuni minuscule, asemănătoare unor copaci, întâlnite de obicei în rădăcinile plantelor care fac schimb de nutrienți cu ciupercile. Spre deosebire de majoritatea plantelor terestre, mușchii nu posedă un sistem radicular adevărat (rădăcini). Din acest motiv, observarea acestor structuri fungice direct la nivelul frunzelor reprezintă o anomalie care rescrie regulile botanicii clasice.
Când primele plante au părăsit oceanele acum aproximativ 470 de milioane de ani, uscatul era o întindere aridă de stâncă sterilă. Fără un sistem radicular, aceste plante timpurii nu ar fi avut nicio șansă. Oamenii de știință consideră că aceste ciuperci au funcționat ca «primul sistem de rădăcini de împrumut» al Terrei, dizolvând literalmente rocile pentru a extrage mineralele vitale. Ceea ce vedem azi în deșertul Mojave este, practic, o capsulă a timpului: mușchii contemporani folosesc exact același truc de supraviețuire ca pionierii vieții de pe Pământ.
În plus, formațiunile erau oarecum diferite de cele observate de regulă în sistemele radiculare, ceea ce face descoperirea și mai neobișnuită. Comunicatul de presă care a însoțit studiul precizează că cercetătorii consideră că aceste structuri ar putea indica o relație de partajare a nutrienților, deși vor fi necesare cercetări suplimentare pentru a înțelege exact cum funcționează.
Utilitate viitoare
Importanța acestui studiu depășește granițele botanicii clasice. Înțelegerea modului în care acest parteneriat antic ajută mușchii să reziste la temperaturi infernale, de peste 38 de grade Celsius, ar putea fi o cheie pentru viitorul agriculturii. Izolând aceste ciuperci speciale de deșert, geneticienii și agronomii speră să descopere metode prin care să echipeze culturile agricole esențiale pentru a supraviețui secetelor extreme aduse de schimbările climatice.
Potrivit cercetării, una dintre cele mai vechi plante terestre de pe Pământ s-ar putea să nu fi fost nici pe departe atât de independentă pe cât credeau cândva oamenii de știință. Astfel, mușchii de deșert își pierd definitiv statutul de „solitari”, demonstrând că supraviețuirea în cele mai aspre medii de pe Pământ s-a bazat, încă de la începuturi, pe o simbioză invizibilă și complexă.
Ce s-a mai descoperit în Natură & Geografie?
Maxime de 35 °C în Siberia: temperaturile din Cercul Polar Arctic au scăpat de sub control
Perlele arată a pietre prețioase, dar sunt produsul unor moluște iritate. Cum se formează perlele de fapt
Unele orașe de coastă se scufundă mai repede decât crește nivelul oceanului
Țânțarii încep să dea semne de rezistență la un insecticid obișnuit
