Idag domineras vår värld visuellt av djur och växter, men denna värld hade inte varit möjlig utan svampar, säger University of Leeds forskare.

Forskare har genomfört experiment där växter och svampar odlas i atmosfärer som liknar den antika jorden och, genom att införliva sina resultat i datormodeller, har visat att svampar var avgörande för skapandet av en syrerik atmosfär.

Människor och andra däggdjur kräver höga nivåer av syre för att fungera, och det anses allmänt att planeten utvecklade en syrerik atmosfär för omkring 500 till 400 miljoner år sedan, eftersom koldioxid gradvis fotosyntetiserades av de första landväxterna.

Forskargruppen:Dr. Katie Field från Center for Plant Sciences, Dr. Sarah Batterman från School of Geography och Dr. Benjamin Mills från School of Earth and Environment, visa att svampar spelade en avgörande roll för att etablera den andningsbara atmosfären på jorden genom att "bryta" näringsämnet fosfor från stenar och överföra det till växter för att driva fotosyntesen.

Den nya forskningen visar att mängden fosfor som överfördes kunde ha varit mycket stor under de gamla atmosfäriska förhållandena, och, använder en datormodell "Earth System", teamet visade att svampar hade makten att dramatiskt förändra den antika atmosfären.

Vital relation

Medan många moderna växter kan samla sina näringsämnen direkt från jorden genom sina rötter, de tidigaste formerna av växtliv mötte ett helt annat klimat, hade inte rötter och var icke-vaskulära, vilket betyder att de inte kunde hålla vatten eller flytta det runt sitt system.

"jorden" de kom i kontakt med var en mineralprodukt som saknade organiskt material, det var därför deras relationer med svampar var så viktiga.

Svampar har förmågan att utvinna mineraler från stenarna de växer på genom en process som kallas biologisk vittring. Svamparna uttrycker organiska syror som hjälper till att lösa upp stenarna och mineralkornen de växer över.

Genom att utvinna dessa mineraler och föra dem vidare till växter för att underlätta växternas tillväxt, svamparna fick i gengäld det kol som växterna producerade när de fotosyntetiserade koldioxid från atmosfären.

Gasbyte

Labbexperiment utförda av Leeds-teamet har visat att olika forntida svampar, som fortfarande finns idag, genomförde dessa utbyten i olika takt, vilket påverkade de varierande hastigheterna med vilka växter producerade syre.

Detta påverkade i sin tur hastigheten med vilken atmosfären förändrades från att vara mycket rikare på koldioxid till att bli lik luften vi andas idag.

Dr. Field sa:"Vi använde en datormodell för att simulera vad som kan ha hänt med klimatet under hela paleozoiska eran om de olika typerna av tidiga växt-svampsymbioser inkluderades i de globala fosfor- och kolcyklerna.

"Vi fann att effekten var potentiellt dramatisk, med skillnaderna i utbyte av kol-mot-näringsämnen från växter och svampar som kraftigt förändrar jordens klimat genom växtdriven neddragning av CO2 för fotosyntes, ändrar avsevärt tidpunkten för ökningen av syre i atmosfären."

Dr Mills sa:"Fotosyntes av landväxter är ytterst ansvarig för ungefär hälften av syregenereringen på jorden, och kräver fosfor, men vi har för närvarande en dålig förståelse för hur den globala försörjningen av detta näringsämne till växter fungerar.

"Resultaten av att inkludera data om svampinteraktioner utgör ett betydande framsteg i vår förståelse av jordens tidiga utveckling. Vårt arbete visar tydligt svamparnas betydelse för skapandet av en syresatt atmosfär."

Dr. Batterman tillade:"Vår studie visar att små organismer som svampar kan ha stora effekter på den globala miljön. Vårt kritiska fynd var att förhållandet mellan svampar och växter kunde ha förändrat atmosfärens koldioxid, syre och i slutändan globalt klimat på väldigt olika sätt, beroende på vilken typ av svamp som finns."

Hela tidningen, "Näringsförvärv av symbiotiska svampar styr paleozoisk klimatövergång, " publiceras i Philosophical Transactions of the Royal Society B .