Biologen noemen ze niet voor niets 'het verborgen koninkrijk'. Met naar schatting 5 miljoen soorten zijn wetenschappers slechts 100.000 schimmels bekend. Dit koninkrijk, dat schimmels, gisten, roest en paddestoelen omvat, krijgt veel minder aandacht dan planten of dieren. Dit geldt met name voor fossielen van schimmels, waarvan de meeste worden ontdekt tijdens het zoeken naar meer charismatische, tenminste voor de ogen van sommige, plantenfossielen.
Schimmels waren belangrijke partners van planten tijdens hun kolonisatie van land ongeveer 500 miljoen jaar geleden - een belangrijke en goed gedocumenteerde evolutionaire overgang. Daarom is het niet verwonderlijk dat de vroegste fossielen van schimmels, gevonden in 450 miljoen jaar oude rotsen, lijken op moderne soorten geassocieerd met de wortels van planten. Maar dat is in strijd met op DNA gebaseerde schattingen, die suggereren dat schimmels veel eerder zijn ontstaan - een miljard of meer jaar geleden. Het is een raadsel in de levensboom waar evolutionaire biologen zoals ik al lang over hebben gepuzzeld.
Fossielen versus DNA
Jarenlang hebben wetenschappers geprobeerd het fossielenbestand van schimmels te verzoenen met schattingen van analyses van DNA van schimmels. Maar sommige van hun belangrijkste morfologische kenmerken - dat wil zeggen de vormen die ze aannemen - kunnen alleen worden vastgesteld via microscopische en chemische analyses. Dat omvat de complexe netwerken van microscopische draadachtige filamenten en celwanden gemaakt van chitine, die ook niet zichtbaar zijn voor het blote oog. De inspanning leek tot nu toe hopeloos.
Corentin Loron, een afgestudeerde student aan de Universiteit van Luik in België en collega's, ontdekte microscopische, gefossiliseerde specimens van een schimmel genaamd Ourasphaira giraldae in leisteenrots van de Grassy Bay Formation in de Northwest Territories van Canada. Gezien het feit dat Ourasphaira wordt gevonden op rotsen van 1.000 tot 900 miljoen jaar oud, duwt het nieuwe fossiel de oorsprong van schimmels met een half miljard jaar terug.
Een zeer onthullend fossiel
Maar hoe leidde Loron af dat deze fossielen schimmels zijn? Hoewel de meesten van ons vrij bekend zijn met de grote reproductieve structuren van sommige schimmels, zoals champignons, zijn de meesten van ons minder bekend met het schimmelnetwerk van microscopische draadachtige filamenten die hun "lichamen" vormen.
Microscopische analyses van Ourasphaira laten zien dat het een netwerk vormde, net als die van moderne schimmels; en chemische analyses tonen aan dat de celwanden van deze microfossielen chitine bevatten, opnieuw net als moderne schimmels.
De implicaties van deze ontdekking zijn tweeledig.
Ten eerste verzoent het fossiel op eigenhandige DNA-gebaseerde en paleontologische schattingen van de oorsprong van schimmels, waardoor de oorsprong van Opisthokonta, een supergroep bestaande uit schimmels, dieren en hun eencellige familieleden, wordt teruggedrongen tot ten minste een miljard jaar geleden. En ten tweede geeft het fossiel ons aanwijzingen over de omgevingen waar de eerste schimmels leefden. Ourasphaira werd gevonden in een schalie, een soort rots die zich vormt op de modderige bodem van meren en rivieren. Omdat deze schalie lijkt te zijn gevormd als gevolg van sedimentatie vanuit een ondiep water estuarium, kan dit de eerste schimmels zijn ontstaan waar rivieren een miljard jaar geleden de zeeën ontmoetten.
Het is nog een aanwijzing die helpt bij het invullen van het beeld over hoe het leven op aarde evolueerde en nog een stap om deze fascinerende groep organismen voor het voetlicht te brengen.
Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation.
Antonis Rokas, Cornelius Vanderbilt-leerstoel in de biologische wetenschappen en hoogleraar biologische wetenschappen en biomedische informatica, Vanderbilt University
