Lịch sử tiến hóa của nấm đã bắt đầu xuất hiện từ 900 triệu đến 1,4 tỷ năm trước. Sớm hơn nhiều so với những gì khoa học từng tin tưởng. Phát hiện này cho thấy nấm đã tồn tại và phát triển mạnh hàng trăm triệu năm. Còn trước cả khi thực vật bắt đầu mọc trên Trái Đất.
Mục lục bài viết
Tiến hóa của nấm – dòng thời gian mới về nguồn gốc sự sống
Nấm là một nhóm sinh vật cổ đại hơn nhiều so với những gì chúng ta từng tưởng. Rất có thể chúng đã tồn tại hơn một tỷ năm trước.
Điều này khiến chúng trở thành một trong những nhóm sinh vật nhân thực (eukaryote) lâu đời nhất. Việc này đồng nghĩa với việc nấm – bao gồm nấm mốc, nấm men và nấm lớn – có thể đã xuất hiện trước cả động vật (khoảng 600 triệu năm trước) và thực vật đa bào trên cạn (khoảng 500 triệu năm trước).
Không giống như thực vật hay động vật. Nấm hiếm khi để lại hóa thạch do cấu trúc mềm và dạng sợi của chúng. Sự khan hiếm hóa thạch khiến các nhà khoa học khó tái tạo lịch sử tiến hóa của nấm.
Để vượt qua trở ngại này, nhóm nghiên cứu đã kết hợp ba nguồn dữ liệu.
- số ít hóa thạch nấm được biết đến,
- trình tự gene của hơn một trăm loài nấm, và
- dữ liệu về chuyển gen ngang – một quá trình hiếm gặp nhưng mang lại thông tin quý giá.
Chuyển gen ngang xảy ra khi một gene di chuyển từ loài này sang loài khác. Khi một gene “nhảy” giữa hai sinh vật, điều đó chứng minh rằng chúng đã tồn tại cùng thời điểm. Giúp xác định mốc thời gian tương đối cho các nhánh tiến hóa.
>>>> vitamin tuổi trẻ, bí quyết trẻ trung ngay bên cạnh bạn!
>>>> Liệu pháp junk DNA, một hướng điều trị ung thư mới đầy tiềm năng
Bằng cách kết hợp các bằng chứng này với công cụ định tuổi phân tử và mô hình tính toán tốc độ cao. Nhóm nghiên cứu đã tạo ra bản đồ tiến hóa chi tiết và chính xác nhất từ trước đến nay cho hơn 100 loài nấm.
Nấm tiến hóa như những người tiên phong đầu tiên trên đất liền
Phát hiện này không chỉ xác định tuổi của nấm mà còn làm thay đổi hiểu biết của con người về hệ sinh thái cổ đại. Theo Ocaña, “Kết quả cho thấy nấm đã hiện diện trong môi trường đất ít nhất 800 triệu năm trước và có mối tương tác sinh thái với tổ tiên của thực vật đa bào, có thể là các nhóm tảo lục cổ đại.”
Ngày nay, phần lớn các loài nấm hình thành mối quan hệ cộng sinh với thực vật. Được gọi là nấm rễ (mycorrhizae), nơi nấm cung cấp chất dinh dưỡng cho rễ cây để đổi lấy carbohydrate.
Những mối quan hệ cổ xưa này có thể đã bắt đầu từ thời kỳ đầu của sự sống trên đất liền. Nấm giúp tảo và thực vật sơ khai thích nghi với điều kiện khô cạn. Chúng cũng đồng thời thu nhận thêm nguồn năng lượng mới.
Ocaña cho rằng nếu nấm đóng vai trò hỗ trợ thực vật chinh phục đất liền. Mối quan hệ này có thể đã hình thành sớm hơn rất nhiều so với suy nghĩ trước đây.
Thay đổi quan niệm về Trái Đất cổ đại
Trước đây, Trái Đất nguyên thủy thường được mô tả như một hành tinh trống rỗng. Mãi cho đến khi thực vật xuất hiện khoảng 500 triệu năm trước.
Nghiên cứu mới này thách thức quan điểm đó. Tiến hóa của nấm cho thấy nấm đã hoạt động hàng trăm triệu năm trước. Chúng tương tác với các dạng sống sơ khai và góp phần cải tạo bề mặt hành tinh.
Bằng cách phân hủy khoáng chất, giải phóng dưỡng chất và hình thành lớp đất đầu tiên. Nấm cổ đại có thể đã đóng vai trò quan trọng trong việc biến Trái Đất thành nơi thích hợp cho sự sống sau này.
Tiến hóa của nấm mở ra hướng nghiên cứu mới trong sinh học tiến hóa
Khám phá này được thực hiện nhờ sự hợp tác chặt chẽ giữa các nhà khoa học trong lĩnh vực tiến hóa, cổ sinh học và sinh học phân tử.
Ocaña cho biết, ý tưởng ban đầu xuất phát từ công cụ phân tích do nhóm nghiên cứu của Tiến sĩ Gergely J. Szöllősi tại Hungary phát triển.
“Kết quả này không thể đạt được nếu thiếu sự hợp tác giữa các nhóm nghiên cứu tại Hungary, Anh, Nhật Bản và Catalonia,” ông nói.
Hiện nhóm nghiên cứu đang lên kế hoạch áp dụng phương pháp tương tự cho các nhánh sinh vật phức tạp khác. Điều này nhằm tinh chỉnh hiểu biết về tiến hóa nói chung.
>>>> Tin sinh học bộ gene, một hướng nghiên cứu của tương lai!
Theo Ocaña, “Nấm là chủ đề lý tưởng vì hồ sơ hóa thạch của chúng rất hiếm. Bước tiếp theo là mở rộng kỹ thuật này cho toàn bộ sinh giới nhân thực để tạo nên ‘đồng hồ phân tử’ chính xác hơn cho sự tiến hóa của sự sống phức tạp.”
Bài viết được đăng trên tạp chí Nature Ecology ngày 1/10/2025
