El árbol evolutivo de los hongos comenzó a ramificarse entre 1,401 y 896 millones de años atrás, mucho antes de la aparición de las plantas terrestres. Esta estimación fue obtenida por un grupo internacional de investigadores combinando fósiles, datos genómicos y eventos de transferencia horizontal de genes en una nueva cronología molecular de los hongos. Su estudio propone una nueva cronología para la diversificación del reino Fungi, proporcionando un marco temporal para futuras investigaciones sobre la coevolución de hongos y plantas.
La investigación analizó 110 especies de hongos, seleccionadas para ofrecer una representación equilibrada de todos los grupos principales del reino. Los autores también incluyeron 43 especies de otros eucariotas para calibrar el contexto evolutivo más amplio. Utilizaron 225 proteínas filogenéticas como marcadores, lo que resultó en una matriz con más de 95 posiciones de aminoácidos.
El desafío inicial fue la escasez de fósiles atribuibles con fiabilidad a grupos específicos de hongos. Para superar esta limitación, los investigadores también incluyeron 17 restricciones temporales relativas derivadas de eventos de transferencia horizontal de genes entre linajes de hongos. Esta técnica les permite inferir qué grupo evolucionó primero basándose en la dirección de la transferencia de genes.
La reconstrucción del árbol filogenético adoptó métodos de modelado que consideran la heterogeneidad en la composición de los sitios de aminoácidos, un problema común en las filogenias profundas. El enfoque empleado combina herramientas de inferencia bayesiana y algoritmos especializados para construir árboles con mayor resolución incluso en linajes distantes poco representados en el registro fósil.
El siguiente paso fue datar los nodos del árbol. El programa Mcmcdate permitió realizar análisis de reloj molecular simplificados basados en filogramas preelaborados, con un tiempo computacional reducido. Se utilizaron cuatro conjuntos de datos: un conjunto de datos primario, con 27 puntos de calibración absolutos y 17 restricciones relativas, y tres conjuntos de datos adicionales basados en hipótesis sobre el origen y la expansión de enzimas específicas que degradan la pectina.
Las pectinas son componentes de las paredes celulares vegetales, presentes no solo en embriofitas, sino también en algas estrepitofíticas (antepasados de las plantas terrestres). La detección de enzimas específicas para la degradación de estas moléculas en hongos no dicarios ha llevado a la inferencia de que la interacción entre hongos y algas, precursoras de las plantas modernas, ocurrió entre 1.253 y 797 millones de años atrás.
Esta interacción precede a la aparición de las plantas terrestres modernas en cientos de millones de años, estimándose entre 612 y 431 millones de años. La presencia de genes degradadores de pectina en ancestros de los hongos terrestres sugiere que estos organismos ya desempeñaban importantes funciones ecológicas mucho antes de la colonización efectiva del entorno terrestre por las plantas.
El estudio también proporciona fechas para importantes divergencias en la evolución de los hongos. La división entre los grupos principales, como Chytridiomycota y Blastocladiomycota, habría ocurrido entre 1.374 y 877 millones de años. La divergencia entre Olpidiomycota (grupo acuático con flagelos) y los hongos terrestres no flagelados ocurrió entre 1.303 y 831 millones de años.
Dentro de los hongos terrestres, Mucoromycota y Zoopagomycota tienen edades de origen similares, entre 1.252 y 796 millones de años y entre 1.213 y 678 millones de años, respectivamente. Estos grupos preceden a Dikarya —un clado que incluye los hongos filamentosos y las levaduras más conocidos—, cuyo origen se remonta a entre 1.114 y 701 millones de años.
El análisis también estimó las edades de dos grupos principales de hongos macroscópicos: Pezizomycotina y Agaricomycotina. Ambos habrían surgido entre 706 y 409 millones de años atrás, coincidiendo con el Neoproterozoico y el evento glacial conocido como Tierra Bola de Nieve. Esto sugiere que la multicelularidad compleja en los hongos pudo haber surgido en paralelo a presiones ambientales extremas.
Para validar sus estimaciones, los investigadores probaron tres escenarios diferentes basados en la evolución de las enzimas pectinolíticas. En un escenario, la presencia de estas enzimas se limitó a hongos más recientes, lo que implica que sus edades deberían ser posteriores a la aparición de los estrepitofitos productores de pectina. Esta hipótesis resultó en ajustes en las estimaciones, pero la edad del origen del Reino Fungi se mantuvo por encima de los mil millones de años en el 88,5 % de las simulaciones.
El enfoque empleado en el estudio superó las limitaciones de los modelos previos, como la excesiva dependencia de unos pocos fósiles y la escasa representación de grupos no dicarianos. Además, los autores demostraron que, incluso con un número reducido de posiciones de aminoácidos (10 000 en lugar de las 95 000 de la matriz completa), las estimaciones de fechas se mantienen consistentes. Esto indica que los análisis futuros pueden optimizarse sin una pérdida significativa de precisión.
Los resultados sugieren que los hongos comenzaron a diversificarse durante un período aún poco comprendido de la historia de la vida, entre el Mesoproterozoico y el Neoproterozoico. Este intervalo, a menudo denominado "el mil millones aburrido", se está reevaluando actualmente como un período de diversificación e innovación biológica. En este contexto, el Reino Fungi desempeña un papel central no solo en la formación de suelos primitivos, sino también como posible catalizador de la transición de las algas a ambientes terrestres.
La identificación de interacciones antiguas entre hongos y estrepitofitas también plantea hipótesis sobre la existencia de simbiosis preembriofitas. A pesar de la falta de fósiles directos de tales asociaciones, las inferencias basadas en la genética y la cronología sugieren un largo período de coexistencia ecológica antes de la formación de asociaciones complejas como las micorrizas.
Ni siquiera los fósiles de hongos datados en estudios recientes con más de mil millones de años de antigüedad se utilizaron como puntos de calibración en el trabajo. Los autores los consideraron plausibles, pero prefirieron adoptar un enfoque conservador para evitar inferencias especulativas. Aun así, las fechas obtenidas son consistentes con estos hallazgos fósiles, lo que refuerza su posible afiliación fúngica.
La reconstrucción cronológica presentada ofrece una nueva herramienta para investigar el origen de los sistemas simbióticos, como los líquenes y las micorrizas, además de proporcionar una línea de tiempo más precisa para el surgimiento de hongos macroscópicos, descomponedores, simbiontes y patógenos de plantas.
El estudio también nos permite explorar con mayor detalle la ecología de los entornos de transición donde pudieron haber ocurrido las primeras interacciones entre algas y hongos. Comunidades similares a las costras terrestres modernas —compuestas por microorganismos, algas y hongos— podrían haber sido los primeros hábitats ecológicamente complejos del entorno terrestre.
Más información en doi.org/10.1038/s41559-025-02851-z
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