一种由碳基分子构成的坚韧的交叉网格结构，是植物在其被一系列微生物和真菌完全破坏之间所存在的唯一屏障。这种被称为木质素的化合物，使红杉能够高耸入云，使木本草本植物能够抵抗腐烂。因此，木质素是地球上第二大最丰富的生物化合物——也是各地潜在生物燃料制造者的祸根，阻碍了他们从植物不可食用部分制造燃料的最大努力。这也是数百万年前沉积下来的大量煤矿的原因。
现在，一项新的基因组分析表明，地球为什么在大约3亿年前显著减缓了煤炭的形成过程——蘑菇进化出了分解木质素的能力。“这些白腐真菌是木材的主要分解者，也是唯一能实现木质素大量降解的生物，”马萨诸塞州克拉克大学的真菌学家大卫·希贝特解释说，他领导了6月29日发表在《科学》杂志上的研究。
通过比较12个新测序的蘑菇真菌基因组与19个现有基因组，研究人员确定一种祖先白腐真菌（伞菌纲）首先进化出了分解木质素的能力。然后，科学家们使用了所谓的“分子钟分析”——一种基于基因以相对规律的速度积累突变的假设的测年技术，就像树木形成记录其生长的年轮一样。这种分析表明，一种祖先白腐真菌在大约2.9亿年前发展出了这种木质素降解能力，这一结论得到了与化石记录中其他三种真菌的出现情况的比较的支持（尽管第一个明确的白腐真菌化石直到大约2.6亿年前才出现），以及随后所使用酶的武器库的扩展和改进。石炭纪持续了6000万年——当时世界上大部分煤矿沉积下来，大气中的二氧化碳水平下降——大约在3亿年前结束。
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时间上的巧合表明，这种分解木质素的能力的出现，帮助减缓了通过未降解的树干和其他木材（如富含木质素的蕨类植物状植物——现已灭绝的乔木石松）对有机碳的大量掩埋。以前的解释大多认为，这种煤炭的形成是石炭纪沼泽环境的结果——富含木质素的植物落入这些沼泽后，只是被掩埋，而不是被真菌或微生物分解，并在地质时间尺度上变成泥炭，然后变成煤。“它们并非互斥，”希贝特指出，尽管需要发现更多容易被忽视的真菌化石才能确定真相。
白腐真菌究竟如何分解木质素仍然未知。据希贝特说，真菌释放出活性分子和酶，似乎通过“蛮力”将植物保护化合物撕裂。一旦保护性木质素被清除，白腐真菌就会以纤维素为食，纤维素包含更多易于消化的植物糖。随后的进化使所谓的褐腐真菌有了绕过木质素而不直接攻击它的方法。“他们进化出了一种获取纤维素并留下木质素的方法，”希贝特说，这导致了今天温带森林中散落的易碎的棕色原木——在遥远的未来，它们可能变成煤。
这使得白腐和褐腐菌都远远领先于人类化学家，他们一直在努力消除木质素和降解纤维素，以便从植物的非食用部分制造生物燃料。美国能源部联合基因组研究所的遗传学家伊戈尔·格里戈里耶夫说，更好地理解所涉及的酶——以及使真菌细胞机制能够制造这些酶的基因——可能有助于人类化学家赶上，该研究所完成了大部分测序工作。该小组计划对更多基因组进行测序，以了解真菌的诀窍，这是1000个真菌基因组项目的一部分，尽管这仍然不到估计的现存真菌物种的0.1%。希贝特指出，真菌“在陆地生态系统的演变和碳循环中发挥着巨大作用”。“他们没有得到足够的关注。”
与此同时，木本植物和真菌之间长期存在的进化战争仍在继续。“我们仍然有树木，但我们没有乔木石松。我们不知道白腐真菌是否导致了这种灭绝，但这是一种有趣的可能，”希贝特说。“这是真菌和木本植物之间持续的拉锯战。”