La formación de los primeros suelos terrestres: Cuando los hongos invadieron la tierra emergida y la evolución mediante la cooperación

invasion-de-la-tierra-por-hongos-source-plant-pathogenic-fungi

Invasión de la Tierra por los seres marinos. Fuente: Plant pathogenic fungi

Ya sabéis que soy de los que opino que no se puede comprender plenamente casi nada en la vida, si no conocemos su génesis o historia. Y como no en este blog los suelos ocupan la primera plana… La noticia que os ofrezco hoy me resultó un tanto desconcertante, hasta que con paciencia logré extraer algo de luz.  La nota de prensa, que da cuenta del artículo original, ha aparecido en casi todos los noticieros científicos y prensa general a bombo y platillo. Resulta que cuando comencé a rebuscar la verdadera novedad del “descubrimiento” mi mente se precipitó en la confusión. Intentando reconstruir la historia, la noticia nos informa de se ha encontrado fosilizado cierto hongo terrestre hace más de 440 millones de años. Por lo que sabía hasta hace poco, los hongos micorrízogenos (asociaciones entre las raíces de las planta y los hongos) aparecieron en la tierra emergida entre el silúrico y devónico, poco después, o quizás a le vez, de que lo lograran las primeras plantas, como podéis leer con mayor profusión de detalles en el siguiente artículo”Las micorrizas: una relación planta-hongo que dura más de 400 millones de años”. Además sobre este tema os dejo abajo algunos fragmentos seleccionados de Wikipedia, sobre estos dos periodos geológicos, que también lo constatan.  Por ejemplo en el artículo enlazado arriba, que se encuentra en acceso abierto, puede leerse:

De hecho, los ancestros de los actuales briófitos y helechos ya presentaban asociaciones que recuerdan a las ahora conocidas como micorrizas arbusculares (….) Por otro lado, parece que la estrategia nutricional de la simbiosis en hongos es incluso anterior a la estructurada por los primitivos Glomeromycota y plantas, según indican Yuan & al. (2005). De acuerdo con estos autores, los fósiles encontrados en la Formación Doushantou, en Weng’an, al sur de China, presentan hifas estrechamente asociadas con cianobacterias o algas cocoides, a modo de primitivas formas liquénicas, datadas de una antigüedad de entre 551 y 635 Ma (…) Al igual que ocurriera con los hongos liquenizados, que debieron surgir al menos varias veces durante la evolución (…) la simbiosis micorrícica hubo de aparecer en repetidas ocasiones a lo largo del tiempo y en diferentes lugares de la geografía emergida del Paleozoico. Sin embargo, y a diferencia del mutualismo liquénico, las formas fúngicas que inicialmente se “especializaron” en la simbiosis micorrícica (Glomeromycota) fueron mucho menos diversas, aunque consiguieron estabilizarse morfológicamente y, prácticamente, se han mantenido iguales hasta nuestros días (…) las asociaciones mutualistas liquénicas, principalmente las establecidas por aquéllos, han surgido repetidas veces desde las otras formas nutricionales fúngicas (parásitas y saprobias). Mientras que, por su parte, los hongos ectomicorrícicos, mayoritariamente pertenecientes a Ascomycota y Basidiomycota, tuvieron su origen en formas saprotróficas  (…) evidencian el origen de las micorrizas, nos sitúa en el tránsito entre los periodos Ordovícico y Silúrico (445-447 Ma) (…) Sin duda, ello influyó en los todavía tímidos intentos de “terrestrialización” de plantas y hongos, que debemos entender que se produjeron de una manera gradual, reiterada y reversible, y espacialmente dispersa (….)  la coincidencia en tiempo y espacio de micobiontes y fotobiontes posibilitó el establecimiento de la asociación simbiótica para colonizar los nuevos ambientes de la interfase suelo-atmósfera (Selosse & Le Tacon, 1998). Los micobiontes ya tendrían desarrollada una alta capacidad de prospección tridimensional para la captación de los todavía muy escasos nutrientes disponibles en los sustratos emergentes, (…) lo que refuerza la idea de que los hongos micorrícico-arbusculares fueron esenciales para el éxito de las primeras plantas terrestres.

No obstante, en el mentado artículo también se menta que. “Si bien el registro fósil establece la aparición de las primeras plantas terrestres en unos 480-460 Ma de antigüedad, (..) Es evidente, pues, que son necesarios más estudios, que introduzcan datos fósiles y moleculares para alcanzar una correcta aproximación al devenir evolutivo en tiempos de la terrestrialización (…) En este sentido (…)  basados también en técnicas moleculares (…)  asumiendo las evidencias fósiles de presencia de organismos terrestres en el Devónico, estiman que el clado de los Glomeromycota (…) se originó al menos hace 460 Ma, y en consecuencia la terrestrialización no pudo ser muy anterior (..) precisamente las micorrizas arbusculares las predominantes, estando además presentes entre las plantas más primitivas, como hepáticas, pteridófitos y las gimnospermas más antiguas”.

 Obviamente yo no soy experto en el tema, perdiéndome en la jungla del árbol filogenético rápidamente. Lo que si he extraído de sustancia de estas lecturas y del artículo original (que no se encuentra en acceso abierto) deviene en que tanto los hongos micorrízogenos, como los saprofitos, aparecieron asociados a la invasión de la tierra por las plantas que vivían en las aguas. En otras palabras, el suelo comenzó a formarse, más o menos como lo conocemos, con la ayuda de estos organismos que, “más o menos simultáneamente en términos geológicos”, ayudaron a las plantas en su conquista terrestre a través de (i) la absorción de los nutrientes de aquellos protosuelos con la ayuda de las micorrizas, y (ii) la descomposición de la materia orgánica (necromasa) mediante hongos saprófagos. Comenzando así, el reciclado de nutrientes y la formación de suelos tal como los conocemos hoy en día.  Al parecer, Tortotubus resulta ser el primer ejemplar fósil que los expertos parecen identificar como saprófago a día de hoy, si he entendido bien.  Como corolario, todo ello corrobora nuestra defensa de la cooperación ante la competición en la evolución de la vida.

 Os dejo con el abundante material que he ido extrayendo para intentar aclararme primero e informaros después.

Juan José Ibáñez

De acuerdo a Wikipedia: Los hongos se encuentran en hábitats muy diversos: pueden ser pirófilos (…) o coprófilos (…). Según su ecología, se pueden clasificar en cuatro grupos: saprofitos, liquenizados, micorrizógenos y parásitos. Los hongos saprofitos pueden ser sustrato específicos (…) o no específicos (….). Los simbiontes pueden ser: hongos liquenizados basidiolichenes: (….) y hongos micorrízicos: específicos (….) y no específicos (…) la mayoría de los casos, sus representantes son poco conspicuos debido a su diminuto tamaño; suelen vivir en suelos y juntos a materiales en descomposición y como simbiontes de plantas, animales u otros hongos. Cuando fructifican, no obstante, producen esporocarpos llamativos (las setas son un ejemplo de ello). Realizan una digestión externa de sus alimentos, secretandoenzimas, y que absorben luego las moléculas disueltas resultantes de la digestión. A esta forma de alimentación se le llama osmotrofia, la cual es similar a la que se da en las plantas, pero, a diferencia de aquéllas, los nutrientes que toman sonorgánicos. Los hongos son los descomponedores primarios de la materia muerta de plantas y de animales en muchos ecosistemas, y como tales poseen un papel ecológico muy relevante en losciclos biogeoquímicos.
 (….)
 Los hongos poseen una distribución cosmopolita y poseen un amplio rango de hábitats, que incluyen ambientes extremos como los desiertos, áreas de extremada salinidad. [26] expuestas a radiación ionizante, o en los sedimentos de los fondos marinos.[27] Algunos líquenes son resistentes a la radiación UV y cósmica presente en los viajes espaciales.[28] La mayoría son terrestres, aunque algunos, como Batrachochytrium dendrobatidis son estrictamente acuáticos. Este quítrido es responsable del declive en las poblaciones de anfibios; una de sus fases vitales, la zoóspora, le permite dispersarse en el agua y acceder a los anfibios, a los que parasita.[29] Existen especies acuáticas propias de las áreas hidrotermales del océano.[30]
Se han descrito unas 100 000 especies de hongos, aunque la diversidad global no ha sido totalmente catalogada por los taxónomos. Empleando como herramienta de análisis el ratio entre el número de especies de hongos respecto al de plantas en hábitats seleccionados, se ha realizado una estima de una diversidad total de 1.5 millones de especies. La micología ha empleado diversas características para configurar el concepto de especie (…)
En el Silúrico según Wikipedia
Los ambientes terrestres acuáticos precámbricos y del Paleozoico inferior estaban poblados por algas y posibles predecesores de las plantas. Sin bosques ni praderas, el paisaje estaba constituido por extensas áreas de roca estéril y un suelo con escaso humus. Los requerimientos básicos para la existencia de grandes plantas terrestres son muy diferentes de los de plantas acuáticas, por ejemplo (….) Las plantas terrestres deben ser ancladas por un sistema de raíz que sirve a su vez para la función imprescindible de alimentación. Un sistema vascular especial para transportar agua y nutrientes ascendentes desde sus raíces y otra para distribuir los fotosintatos que las plantas sintetizan en sus hojas.
Las primeras plantas erguidas que aparecieron en la tierra carecían de raíces, sistema vascular y hojas, factores que determinaron el éxito de sus descendientes. Esencialmente, estas plantas poseían tallos rígidos sencillos. (…) se han encontrado en rocas silúricas y parecen haber sido las pioneras que vivieron cerca del agua. Probablemente eran semiacuáticas. (…).
Los antepasados de todas las plantas de la tierra fueron algas verdes presentes en medios marinos del Neoproterozoico. Estos fotosintetizadores se habrían adaptado en las orillas de los ríos, en lagos de agua dulce y en charcas antes del final del Ordovícico y quizás mucho más temprano. El agua dulce contenía el CO2 disuelto que necesitaban, así como fosfatos y nitratos esenciales para la construcción de las moléculas indispensables. Su problema fue el control del agua de las células. Las células son saladas y su agua tendería a verterse en el agua dulce si las molécula no levantaban barreras efectivas para prevenirlo (….). Resuelto este problema el siguiente paso fue explotar otros ambientes húmedos como charcas estacionales y los manantiales que en primavera anegaban el suelo. (…) se preadaptaron para evitar la sequedad del aire y la radiación ultravioleta pudiendo soportar la estación seca y crecer nuevamente durante la lluviosa.
El primer registro fósil de plantas vasculares, esto es, plantas terrestres con tejidos que transportan los nutrientes, aparece en el período Silúrico. Las plantas eran bastante parecidas a los briófitos. La primera planta vascular conocida es Cooksonia, del Silúrico Superior. Tenía forma mazuda (10 cm), sin raíces ni hojas; estas plantas enviaban sus pequeños vástagos hacia el exterior para capturar luz solar y liberar sus esporas al viento.[6][7][8] Otra planta fósil es Baragwanathia de Australia. Psilophyton es una primitiva planta terrestre del Silúrico con xilema y floema, pero sin diferenciación de raíz, tallo y hojas (…).Las riniofitas y los licopodios primitivos fueron otras plantas terrestres que aparecen por primera vez durante este período
Si nos retrotraemos al Ordovícico, es decir al periodo geológico precedente, Wikipedia nos informa de que:
 El Ordovícico, una división de la escala temporal geológica, es el segundo periodo geológico de la era Paleozoica que comenzó hace 485,4 ±1,9 millones de años y terminó hace 443,8 ±1,5 millones de años (…) Sucesor del Cámbrico y anterior al Silúrico. En este período, un día tenía 21 horas y no había animales en tierra firme por la escasez de oxígeno en la atmósfera.
Las algas verdes eran comunes en el Cámbrico Superior y en el Ordovícico. Las primeras plantas terrestres aparecieron en forma de pequeñas plantas no vasculares parecidas a hepáticas. Se han identificado esporas fósiles de plantas terrestres en los sedimentos del Ordovícico Superior.
Los hongos marinos eran muy abundantes en los mares del Ordovícico descomponiendo los cadáveres de los animales y otros desechos. Entre los primeros hongos terrestres pueden haber estado microrrizas arbusculares (Glomerales), que podrían haber jugado un papel fundamental en la colonización de la tierra por las plantas a través de la simbiosis micorrizal, que hace los nutrientes minerales disponibles a las células de las plantas. Se han encontrado hifas de hongos y esporas fosilizados del Ordovícico de Wisconsin con una edad de aproximadamente de 460 millones de años, un momento en que la flora terrestre probablemente constaba sólo de plantas similares a lasbriofitas
Tortotubus en la Wikipedia inglesa, ya actualizada tras la nora de prensa que presentamos hoy
Tortotubus is an early (Ordovician to Devonian) terrestrial fungus. Its growth trajectory can be ascertained from its fossils, which occur across the globe from the Ordovician to the Devonian.[1] These fossils document foraging activities of slender, cell-wide exploratory hyphae; when these hit a source of food, they produced secondary branches that grew back down the original filament, covered themselves with an envelope, and served as pipes to shuttle nutrients to other parts of the organism.[1] Today, mycelium with this growth pattern is observed in the mushroom-forming fungi.[1]
 Fungus fossil is oldest known land organism
by Brooks Hays; Cambridge, England (UPI) Mar 2, 2016
Researchers think a440 million-year-old fungus, recently found in fossilized form, jump-started the process of rot and soil formation on Earth, paving the way for more diverse land-based life forms.
The fossil fungus, unearthed in Sweden, is the oldest ever found and the oldest example of a land-dwelling organism.
Though it wasn’t the first organism to begin life on land, the fungus, Tortotubus, likely played an important role in making the solid ground more suitable for other organisms. Its ability to store and transport nutrients through decomposition helped create a nutrient-rich layer of topsoil.
Researchers detailed their discovery in the Botanical Journal of the Linnean Society.
Tortotubus featured a series of cord-like filaments that hung from a main tube. The filaments stretched into the soil, leeching nutrients from decaying plant and animal matter and waste. Similar designs are found among some modern fungi.
Tortotubus’ presence not only helped created richer, deeper soil, it also helped incorporate oxygen and nitrogen into the dirt.
During the period when this organism existed, life was almost entirely restricted to the oceans: nothing more complex than simple mossy and lichen-like plants had yet evolved on the land,” study author Martin Smith, an earth scientist who led the researcher while at the University of Cambridge, said in a news release. “But before there could be flowering plants or trees, or the animals that depend on them, the processes of rot and soil formation needed to be established.”
Researchers believe the earliest organisms to populate the land showed up between 500 million and 450 million years ago, during the Palaeozoic era. The latest discovery suggests mushrooms may have been one of the first.
This fossil provides a hint that mushroom-forming fungi may have colonized the land before the first animals left the oceans,” said Smith. “It fills an important gap in the evolution of life on land.”
From Wikipedia, the free encyclopedia
A leading filament of T. protuberans with primary branches and nascent secondary branches. 250 μm long.  T. protuberans from the Silurian of Kerrera, Scotland, with the main filament beginning to be covered by secondary branches and a surrounding envelope. 200 μm long.
Scientific classification:Kingdom: Fungi; Phylum: Dikarya; Genus: Tortotubus (Johnson, 1985)
Tortotubus is an early (Ordovician to Devonian) terrestrial fungus. Its growth trajectory can be ascertained from its fossils, which occur across the globe from the Ordovician to the Devonian.[1] These fossils document foraging activities of slender, cell-wide exploratory hyphae; when these hit a source of food, they produced secondary branches that grew back down the original filament, covered themselves with an envelope, and served as pipes to shuttle nutrients to other parts of the organism.[1] Today, mycelium with this growth pattern is observed in the mushroom-forming fungi
Cord-forming Palaeozoic fungi in terrestrial assemblages.
Smith, M. R. (2016) ‘Cord-forming Palaeozoic fungi in terrestrial assemblages.’, Botanical journal of the Linnean Society., 180 .
Abstract
The fossil record paints a thin picture of early terrestrial life. Useful diagnostic features are rare in the organic-walled fossils of the first land colonizers, and at first glance the Silurian–Devonian Tortotubus protuberans seems no exception. Now, new material from New York, Gotland and Scotland reveals the ontogenesis and affinity of this problematic organism. Its filamentous early stages (previously referred to Ornatifilum lornensis) demonstrate simple septal perforations and a bi-layered cell wall; threads of entwined filaments, bounded by an elaborately sculptured surface, arose through the retrograde growth and subsequent proliferation of secondary branches. Taken together, this morphology and pattern of growth indicates an affinity with the ‘higher’ fungi (Dikarya) and documents the formation of differentiated mycelium. The presence of complex mycelial fossils in the earliest Silurian corroborates the likely contribution of fungi to the colonization of land and the establishment of modern sedimentological systems; their rise seemingly accompanied the diversification of early embryophytes and the vegetation of the terrestrial biosphere
Etiquetas: , , , , , , , , , ,

Si te gustó esta entrada anímate a escribir un comentario o suscribirte al feed y obtener los artículos futuros en tu lector de feeds.

Comentarios

Hola Juan José,
Me gustaría preguntarte si puede informarme algo mas sobre ‘la disponibilidad de los elementos según el ph’. Estoy buscando los datos de la misma para yo mismo diseñar la tabla grafica, ya que las tablas grafica que andan por internet varian en forma y hacen variar los datos segun el ph.

Si es tan amable, ¿Podria responderme al email?

Un saludo, y enhorabuena por su trabajo realizado durante todos estos años.

Hola compañero y gracias por seguirnos. Poder podría, pero me llevaría tiempo. Debéis entender que hago lo que puedo y esto es un trabajo no valorado académicamente, Lo hago por hobby. No puedo dedicar el tiempo que alguno de vosotros me solicitáis. Del mismo modo, por tu modo de redactar veo que sabes del tema. Se trata simplemente de ir buscando en Internet, que es lo que haría yo, por lo que tardaríamos el mismo tiempo, más o menos.
Reitero que lamentablemente se me hacen muchas preguntas que si las contestara, me absorbería todo el tiempo. Y es un lujo que no puedo permitirme. Hago lo que puedo.
Espero que lo entiendas
Un cordial saludo
Juanjo Ibáñez

No se preocupe, entiendo su situacion y posicion.
Gracias por dedicar su tiempo a responder.

Un saludo. :)

(requerido)

(requerido)


*