The first fossil fungal endoparasite from the Permian (~ 250 million years ago) is described and assigned to the extant fungal group Chytridiomycetes, in particular to the genus Synchytrium within the family Synchytriaceae. This is also the first record of a fossil fungal endoparasite from Antarctica. Based on the large number of fungal structures, including zoospores, and thin- and thick-walled sporangia, fossilized within plant remains showing various degrees of decay, a life cycle for the fungal endoparasite was reconstructed. Comparison of this fossil life cycle to that of modern fungi supports the fossil's affinity to modern Synchytrium. The delicate preservation of the silicified fossil structures described here underscores the importance for paleomycological studies of rapid fossilization resulting from high sedimentation rates associated with volcanic environments.

Worldwide, increasing abundance of fungal remains have been recorded for Late Permian sediments; therefore, the abundance of fungal propagules, including the endoparasite described here and others described previously, from the Antarctic Permian assemblage are further examples of the fungal blooming at that time. This increase in fungi has been suggested as resulting from the ecological disequilibrium that affected biota around the world during the late Permian, which culminated in the greatest total extinction of life on Earth.

Glossary of terms

chytridiomycetes: short hand name used to refer to the phylum Chytridiomycota, one of the four main groups of extant fungi.
endoparasite: parasite existing within another living organism.
paleomycology: study of fossil fungi.
Synchytriaceae: family within the order Chytridiales that includes only endoparasitic organisms.
Synchytrium: the main genus with the Synchytriaceae, which includes over 150 species.
Silicification: petrification type of fossilization, where the tissues preserved are replaced by silica.
Zoospore: a spore with at least one flagellum used for swimming.
Sporangia: structure in which spores are produced.

Resumen en Español

UN posible HONGO chytridiomycetES endoparÁsitO DEL PÉrmiCO DE LA AntÁrctica

J.L. García Massini

Se describen varios estados del ciclo de vida de un hongo endoparásito Chytridiomycota, asignándolo al género actual Synchtrium, y a la nueva especie permicus, procedente de restos silicificados de plantas del Pérmico superior (~250 millones de años) de la Antártida. El talo de Synchtrium permicus es holocárpico y monocéntrico, y consiste en esporangios latentes de paredes gruesas, esporangios de paredes finas y zoosporas en diferentes estados de desarrollo. Basado en el rango de los estados de desarrollo, se propone un ciclo de vida hipotético. Este ciclo de vida comienza cuando las zoosporas se enquistan sobre la superficie de la célula hospedadora, dando lugar a un esporangio de paredes finas con esporas móviles. Algunas zoosporas (haploides) funcionan como gametos isógamos que pueden fusionarse para producir esporangios latentes (diploides). Los tejidos que infectan son raíces, hojas y tallos de diferentes plantas. La respuesta del hospedador a la infección suele ser hipertrofia. Los patrones morfológicos y ontogénicos sugieren cierta similitud con los Synchytriaceae (Chytridiales), particularmente con Synchytrium. Registros previos de chytridiomycetes se conocen en el Devónico de Rhynie Chert y en el Carbonífero y Eoceno del hemisferio norte; esta cita es la primera de chytridiomycetes del Pérmico.

Palabras Clave: Hongo Endoparásito, Hongo fósil, Chytridiomycetes, Synchytrium

Translator: Manuel Salesa

Résumé en Français

UN POSSIBLE CHAMPIGNON CHYTRIDIOMYCÈTE ENDOPARASITE DU PERMIEN DE L’ANTARCTIQUE 

J.L. García Massini

Plusieurs stades du cycle de vie d’un champignon endoparasite appartenant au groupe des Chytridiomycota sont décrits à partir de restes de plantes silicifiés recueillis dans le Permien tardif (~250 Ma) de l’Antarctique. Ce champignon est assigné au genre moderne Synchtrium, et à la nouvelle espèce S. permicus. Le thalle de Synchtrium permicus est holocarpe et monocentrique, et comprend des sporanges inactifs à cloison épaisse, des sporanges à cloison mince, ainsi que des zoospores à différents stades de développement.

L’étendue des stades de développement permet de reconstituer le cycle de vie du champignon. Ce cycle débute lorsque les zoospores s’enkystent à la surface de la cellule hôte, pour ensuite donner naissance à des sporanges à cloison mince contenant des spores mobiles. Certains zoospores (haploïdes) fonctionnent en tant que gamètes isogames qui peuvent s’unir pour produire des sporanges inactifs (diploïdes). Les racines, les feuilles et les tiges des plantes font partie des tissus infectés. L’hypertrophie est l’une des réactions de l’hôte à l’infection. Les parcours morphologiques et développementaux du fossile indiquent une similitude entre ce dernier et les Synchytriaceae (Chytridiales), et en particulier avec le genre Synchytrium.

Le registre fossile des chytridiomycètes était jusqu’ici constitué de formes recueillies dans le Rhynie Chert d’âge Dévonien ainsi que dans le Carbonifère et l’Éocène de l’hémisphère nord. Il s’agit ici de la première mention d’un chytridiomycète dans le Permien.

Mots-clés : champignons endoparasites, champignons fossiles, chytridiomycètes, Synchytrium. 

Traduction : Michel Chartier

Deutsche Zusammenfassung

EIN MÖGLICHERWEISE ENDOPARASITISCHER CHYTRIDIOMYCETER PILZ AUS DEM PERM DER ANTARKTIS

J.L. García Massini

Verschiedene Stadien des Lebenszyklus eines endoparasitschen Pilzes aus der Gruppe der Chytriodiomycota (Töpfchenpilze), hier zu der rezenten Gattung Synchtrium gestellt, werden als die neue Art permicus aus verkieselten Pflanzenresten aus dem Späten Perm (~250 Ma) der Antarktis beschrieben. Der Thallus von Synchtrium permicus ist holokarpisch und monozentrisch, und besteht aus dickwandigen Ruhe-Sporangien, dünnwandigen Sporangien sowie Zoosporen in verschiedenen Entwicklungsstadien. Ein hypothetischer Lebenszyklus wird anhand der verschiedenen Entwicklungsstadien angenommen. Der Lebenszyklus beginnt wenn Zoosporen an der Oberfläche der Wirtszellen eine Zyste bilden, aus denen sich anschließend dünnwandige Sporangien mit beweglichen Sporen entwickeln. Einige (haploide) Zoosporen fungieren als isogame Gameten, die verschmelzen können und dann (diploide) Ruhe-Sporangien bilden. Das befallene Gewebe umfaßt Wurzeln, Blätter und Stiele der Pflanzen. Die Reaktion der Wirte auf die Infektion beinhaltet auch Hypertrophie.

Morphologische und Entwicklungsmuster deuten auf Ähnlichkeiten mit den Synchytriaceae (Chytridiales) hin, insbesondere mit Synchytrium. Frühere Funde von Töpfchenpilzen stammen aus dem devonischen Rhynie Chert und aus dem Karbon und Eozän der Nordhemisphäre, dieses ist der erste Bericht von Töpfchenpilzen aus dem Perm.

SCHLÜSSELWÖRTER: Endoparasitische Pilze, fossile Pilze, Chytriodiomycota (Töpfchenpilze), Synchytrium

Translator: Franziska Großmann

Riassunto in Italiano

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Translator: Alessandro Grippo

Translator: Ashraf M.T. Elewa

Polski Abstrakt

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Translators: Dawid Mazurek and Robert Bronowicz