10亿年的共存能告诉我们什么关于植物和真菌的进化?8亿年前，陆地上既不存在植物，也不存在真菌，考虑到它们目前巨大的生物多样性、生态系统的优势以及对环境的影响，这是一个惊人的现象。

弗吉尼亚理工大学名誉教授Khidir Hilu和一个由13名在植物学、真菌学、古生物学和生物信息学方面具有互补专长的研究人员组成的团队，在发表于《自然通讯》(Nature Communications)杂志上的一项大规模研究中，合力解决了这个问题。

“植物和真菌向陆地的迁移不可逆转地改变了我们的地球，塑造了它们自己的生物多样性，也塑造了动物王国的生物多样性，”香港理工大学生物科学系名誉教授海陆说。

“我们的研究表明，成功入侵土地的植物和真菌是两者共同进化作用的结果，增强了它们的生物多样性。这些发现及时地考虑到了当前气候变化的问题，以及动植物经历的显著灭绝以及对地球的影响。

作者指出，尽管真菌和植物之间的相互作用，包括寄生作用、互惠作用(对两种生物都有益)和腐生作用(从死去的植物部分获取营养)，已经被援引为它们成功的关键机制，但在它们的整个历史中，还没有人探索过同期的进化事件。

在这篇文章中，作者用分子和生物信息学的方法探索了植物和真菌的进化过程。他们首先利用实验室中产生的或从基因组序列库中获得的基因序列数据，独立地为植物和真菌建立了强大的系统发育学或进化史。

接下来，他们利用基因突变和可靠的化石记录，估计了植物和真菌谱系的进化差异日期。然后他们独立地计算了两个王国主要血统多样化率的主要变化。一旦这些研究完成，植物和真菌的系统发育关系在相同的地质时间尺度上排列，这使得研究人员能够确定各种植物-真菌共同进化事件的起源，特别是共生关系和真菌对植物的分解。他们注意到，在这两个王国，物种多样化的速度发生了巨大的变化，令人信服地表明，在漫长的历史中，植物和真菌共同进化，相互依存。

作者报告说，真菌在陆地上的定植与至少两种陆生绿藻的起源有关，并在这两种绿藻先于陆生植物起源的情况下对其有帮助。与此同时，大约在7.2亿年前，真菌鞭毛也消失了。鞭毛是一种类似鞭子的附肢，帮助真菌在水中游动。

相反,数百万年后,在古生代,成功殖民土地的血统,最终导致了今天所有陆生植物的生活被真菌可能促进,特别是通过真菌占领最早的陆生植物细胞,促进互利共生,陆地上的植物和真菌成功的关键。

地球上重要的生物、生态和环境事件之一，是包含所有有种子的植物谱系的起源和最初的多样化。种子植物，包括针叶树和开花植物，大约出现在4.36亿年前的志留纪。值得注意的是，这一植物谱系的一个显著特征是出现了一种独特的细胞分裂，从而产生了木材。这导致了大型木本树木的进化，反过来又导致了第一批以富含木质素的木材为支柱的内陆森林的建立。

如果没有真菌的进化以及它们消化植物细胞壁结构聚合物木质素和纤维素的能力，这一举措就不可能成功。这种进化的新颖性有助于有机物的循环利用，从而使森林系统得以维持。种子植物谱系的起源和早期多样化依次是最大的真菌类群——蘑菇菌的进化。

外生菌根真菌(与植物根系外部相联系的真菌)的起源似乎是由植物的一系列进化创新引起的，包括木材、种子和根系的起源。这些结果性的进化事件对于促进现有种子植物的多样化，包括松树、云杉、银发和苏铁等含锥形植物，以及开花植物，以及它们向干旱环境的扩展至关重要。

后者，除了包括大多数活着的植物种类和主要的生态系统，如森林和草原，还包括形式和功能上惊人的多样性，几乎提供了我们所有的食用植物。外生菌根真菌与植物形成共生关系，可以在植物根系周围形成网络，以帮助水分和养分的吸收，通常帮助宿主植物在恶劣的天气条件下生存。

植物和真菌的宏观进化研究大多是分开进行的;然而，这项研究清楚地表明，它们各自的进化历史是紧密相连的，只有通过在一个强大的时间框架内同时研究它们的种系才能理解。

动物王国是一个高度依赖于光自养植物和微生物的群体，人们预计动物王国的进化也将如此。