一種由碳基分子構成的堅韌的交叉網格結構，是植物在其被一系列微生物和真菌完全破壞之間所存在的唯一屏障。這種被稱為木質素的化合物，使紅杉能夠高聳入雲，使木本草本植物能夠抵抗腐爛。因此，木質素是地球上第二大最豐富的生物化合物——也是各地潛在生物燃料製造者的禍根，阻礙了他們從植物不可食用部分製造燃料的最大努力。這也是數百萬年前沉積下來的大量煤礦的原因。
現在，一項新的基因組分析表明，地球為什麼在大約3億年前顯著減緩了煤炭的形成過程——蘑菇進化出了分解木質素的能力。“這些白腐真菌是木材的主要分解者，也是唯一能實現木質素大量降解的生物，”馬薩諸塞州克拉克大學的真菌學家大衛·希貝特解釋說，他領導了6月29日發表在《科學》雜誌上的研究。
透過比較12個新測序的蘑菇真菌基因組與19個現有基因組，研究人員確定一種祖先白腐真菌（傘菌綱）首先進化出了分解木質素的能力。然後，科學家們使用了所謂的“分子鐘分析”——一種基於基因以相對規律的速度積累突變的假設的測年技術，就像樹木形成記錄其生長的年輪一樣。這種分析表明，一種祖先白腐真菌在大約2.9億年前發展出了這種木質素降解能力，這一結論得到了與化石記錄中其他三種真菌的出現情況的比較的支援（儘管第一個明確的白腐真菌化石直到大約2.6億年前才出現），以及隨後所使用酶的武器庫的擴充套件和改進。石炭紀持續了6000萬年——當時世界上大部分煤礦沉積下來，大氣中的二氧化碳水平下降——大約在3億年前結束。
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時間上的巧合表明，這種分解木質素的能力的出現，幫助減緩了透過未降解的樹幹和其他木材（如富含木質素的蕨類植物狀植物——現已滅絕的喬木石松）對有機碳的大量掩埋。以前的解釋大多認為，這種煤炭的形成是石炭紀沼澤環境的結果——富含木質素的植物落入這些沼澤後，只是被掩埋，而不是被真菌或微生物分解，並在地質時間尺度上變成泥炭，然後變成煤。“它們並非互斥，”希貝特指出，儘管需要發現更多容易被忽視的真菌化石才能確定真相。
白腐真菌究竟如何分解木質素仍然未知。據希貝特說，真菌釋放出活性分子和酶，似乎透過“蠻力”將植物保護化合物撕裂。一旦保護性木質素被清除，白腐真菌就會以纖維素為食，纖維素包含更多易於消化的植物糖。隨後的進化使所謂的褐腐真菌有了繞過木質素而不直接攻擊它的方法。“他們進化出了一種獲取纖維素並留下木質素的方法，”希貝特說，這導致了今天溫帶森林中散落的易碎的棕色原木——在遙遠的未來，它們可能變成煤。
這使得白腐和褐腐菌都遠遠領先於人類化學家，他們一直在努力消除木質素和降解纖維素，以便從植物的非食用部分製造生物燃料。美國能源部聯合基因組研究所的遺傳學家伊戈爾·格里戈裡耶夫說，更好地理解所涉及的酶——以及使真菌細胞機制能夠製造這些酶的基因——可能有助於人類化學家趕上，該研究所完成了大部分測序工作。該小組計劃對更多基因組進行測序，以瞭解真菌的訣竅，這是1000個真菌基因組專案的一部分，儘管這仍然不到估計的現存真菌物種的0.1%。希貝特指出，真菌“在陸地生態系統的演變和碳迴圈中發揮著巨大作用”。“他們沒有得到足夠的關注。”
與此同時，木本植物和真菌之間長期存在的進化戰爭仍在繼續。“我們仍然有樹木，但我們沒有喬木石松。我們不知道白腐真菌是否導致了這種滅絕，但這是一種有趣的可能，”希貝特說。“這是真菌和木本植物之間持續的拉鋸戰。”