ظهرت الأزهار قبل الديناصورات: لماذا أخطأ العلماء في مسار التطور

عن ماذا نتحدث؟

في اليوم الأخير من الصيف ، نشرت مجلة Trends in Plant Science نتائج دراسة قام بها العلماء

حددت طريقة الساعة الجزيئية ذلكظهرت النباتات المزهرة (بتعبير أدق ، ممثلو عائلة النبق ، Rhamnaceae) على الكوكب منذ أكثر من 250 مليون سنة. وكان العلماء في وقت سابق يعتقدون ذلك قبل 150 مليون سنة.

يبدو أن هذا اكتشاف عادي:في علم النبات العالمي ، يتم تحديث الأرقام المتعلقة بعمر وأصل الأنواع باستمرار. لكن الأخبار عن عصر النباتات المزهرة يمكن أن تغير نظرتنا إلى التاريخ البيولوجي للكوكب.

مسار تطور عالم النبات

تقدم البحث

في يناير 2022 ، في قطعة من الكهرمان من ميانمار ، وجد الباحثون شظايا من شجيرات Phylica في جنوب إفريقيا. يبلغ عمر هذه العينة أكثر من 100 مليون سنة.

بايرون لامون ، أستاذ علم البيئة المتميزنباتات من جامعة كيرتن (أستراليا) ، مع تيانهوا هي ، عالم الوراثة الجزيئية في جامعة مردوخ ، استخدموا الاكتشاف لتتبع تاريخ أصل النبق باستخدام الساعة الجزيئية.

"قمنا بمطابقة الحمض النووي لعينات Phylica معالتغييرات الديناميكية في الحمض النووي لنباتات هذا النوع على مدى 120 مليون سنة الماضية وضبطت الساعة الجزيئية للعائلة بأكملها ، "يصف لامون جوهر العمل.

شظايا براعم في قطعة من العنبر

في السابق ، كان يعتقد أن نباتات Rhamnaceae ، لالتي تنتمي إليها هذه العينة أيضًا ، نشأت على هذا الكوكب منذ حوالي 100 مليون سنة. اتضح أن النباتات المزهرة الأولى لعائلة النبق نشأت على كوكبنا منذ أكثر من 250 مليون سنة - هذا قبل 50 مليون سنة من بداية عصر الديناصورات.

عن الطريقة

الساعة الجزيئية هي إحدى الطرق العلميةتأريخ أحداث النشوء والتطور (على سبيل المثال ، اختلافات الأنواع). ويستند إلى فرضية أن الطفرات الهامة تطوريًا تحدث بمعدل ثابت. لا يوجد تأكيد لهذه الفرضية ، لكنها تجعل من الممكن دراسة الأحداث البيولوجية التي حدثت منذ ملايين السنين ، وعلى الأقل تقريبًا استعادة مسار التطور. لاستعادة سلسلة افتراضية من الطفرات ، يتم استخدام متواليات النيوكليوتيدات من الحمض النووي وتسلسل الأحماض الأمينية للبروتينات.

الطريقة معروفة منذ الستينيات ، في الواقع - مناكتشاف الحلزون المزدوج بواسطة واطسون وكريك. لكنها تعطي نتائج تقريبية فقط ، لأن تحور الكائنات الحية لا يستمر بالضرورة بالتساوي.

ما هو الاحساس؟

من وقتنا تحول في مثل هذا الوقتقد تبدو الأحداث مثل ظهور النباتات المزهرة غير ذات أهمية: فكر فقط ، فقد فاتتها حوالي 100 مليون سنة. لكن هذا حقًا اختراق ، حيث أن ظهور النباتات المزهرة ، كلما حدث ذلك ، يعتبر ثورة حقيقية في عالم النباتات والمخلوقات العاشبة.

على مستوى الأسرة - عليك أن تنسى (أو أفضل ،إعادة رسم) جميع الصور من الكتب المدرسية والموسوعات ، حيث تتجول الديناصورات والديبلودوكس بين ذيل الحصان والسراخس العملاقة. على الأرجح ، كانوا محاطين بنباتات مختلفة ، وأكثر تنوعًا بكثير وعلى الأقل قادرة على الازدهار.

أشجار عملاقة

في تطور الفكر العلمي ، يمكن أيضًا تتبع العديد من النتائج.

أولا ، وقت آخر من الحدوثكاسيات البذور المزهرة تعني أن الأرض استغرقت 100 مليون سنة على الأقل. كانت عاريات البذور أول من سكن أرض الأرض ووضعت الأساس لجميع النباتات الأرضية الموجودة. لكن النباتات المزهرة دفعتهم قبل ذلك بكثير.

ثانيًا ، بدأ عصر التعايش قبل ذلك بكثيربين النباتات والحشرات ، الملقحات الرئيسية للنباتات المزهرة. بدأ عالم الحشرات نفسه في التطور بفضل ظهور الزهور: كان لدى الزواحف حافز للطيران إلى السماء ، مما أعطى دفعة لتطوير فئة من الطيور. ما دام لا طعام في السماء ، فلماذا تطير؟

إنه النباتات المزهرة على الأرض وضع الأساس لاستكشاف السماء (قبل ذلك كانت هناك عصور تطوير المياه والأراضي).وهذا حدث قبل 50 مليون سنة من بداية عصر الديناصورات. بعبارة أخرى ، لقد تطورت السحالي البدائية بالفعل إلى عالم من المنطقي ليس الزحف فحسب ، بل الطيران أيضًا.

ثالثًا ، لقد ذهبت الأزهار الحديثة أكثر من ذلك بكثيرطريق طويل للتطور. النباتات المزهرة التي نعرفها هي نتيجة صراع أطول من أجل البقاء ، واختيار طبيعي أكثر صرامة مما كان يعتقد سابقًا. وإذا كان مسار النباتات الحديثة أطول بمقدار 100 مليون سنة ، فمن الصعب تخيل عدد الأنواع التي تمكنت من الظهور والاختفاء خلال هذه الفترة.

تاريخ القضية

دراسة تاريخ ملايين السنين لنباتات الأرضكانت البشرية تفعل ذلك منذ 200 عام فقط. كتب والد علم النبات القديم ، العالم الفرنسي Adolphe-Théodore Brongniart ، في عام 1822 مقالًا ثوريًا لعالم العلم بأكمله حول تصنيف وتوزيع النباتات الأحفورية. بعد 6 سنوات ، قام بتنظيم كل المعرفة في دراسة كبيرة ، والتي أصبحت كتاب برنامج لجميع علماء الأحياء في القرن التاسع عشر - منتصف القرن العشرين.

من المعروف تقريبًا منذ زمن Brongniart أن الأشجار المنتجة للبذور أقدم بكثير من الأزهار: فقد ظهرت خلال أواخر فترة الباليوزويك ، أي منذ حوالي 300 مليون سنة.

يغطي العصر الباليوزوي المتأخر فترة تقريبًامن 419 إلى 252 مليون سنة مضت وتنقسم إلى ثلاث فترات جيولوجية: العصر الديفوني ، الكربوني ، والبرمي. في بداية العصر الديفوني ، كانت السراخس وذيل الحصان وعاريات البذور الأخرى مع طريقة تكاثر بسيطة للغاية وواسعة النطاق: كانت الأبواغ هي الممثل المهيمن لنباتات الأرض. في نهاية الفترة ، تطورت بعض النباتات إلى التكاثر الجنسي من خلال البذور.

وجد العلماء عينات من النباتات البدائية فيراتنجات متحجرة أو رواسب الخث. يعتمد مسار الفكر العلمي على جودة العينات الموجودة. المواقع الثلاثة الأكثر شهرة للنباتات الحفرية المتأخرة من حقب الحياة القديمة هي:

  • Rainy Damn ، اسكتلندا. نباتات بدائية عمرها حوالي 411 مليون سنة - بها خلايا موصلة للماء وسبورانجيا ، ولكن بدون أوراق متكونة.
  • منطقة وودا ، شمال غرب الصين. هنا وجدوا الكثير من النباتات المحفوظة تمامًا ، المحفوظة في مستنقعات الخث ، عمرها حوالي 298 مليون سنة. تم العثور على السرخس في الغالب هنا.
  • هيمنيتز ، ألمانيا. العمر الرواسب الأحفورية للنباتاتحوالي 290 مللي أمبير. تشير الحفريات إلى أن النباتات الكثيفة المحبة للرطوبة نمت خلال فترة العصر البرمي. ولكن حتى هنا لم يتم العثور على كاسيات البذور.

سبب آخر لأبحاث لامون

كان أحد الشروط الأساسية المهمة لاكتشاف بايرون لامون 2018 تجد في جيانغسو ، الصين.هنا ، عثرت مجموعة من الباحثين على أجزاء متحجرة من زهرة. وفقًا للخبراء ، يبلغ عمر الحفرية 174 مليون سنة. لعدة سنوات ، أراد العلماء تأكيد الافتراض بأن النباتات المزهرة سكنت الأرض في وقت أبكر مما كان يعتقد.

وقبل عام ، وتحديداً في فبراير 2017 ، قام فريق بحثي من النمسا بقيادة يورغ شوينينبرغر بإعادة إنشاء مظهر إحدى الزهور الأولى على هذا الكوكب.

لقد درس العلماء السمات المظهريةمئات الأزهار الحديثة ، أنشأت سماتها المشتركة ، وبناءً على هذه البيانات ، أخرجت أسلافها. الأهم من ذلك كله ، أن الجد المعاد إنشاؤه بشكل مصطنع يشبه الزنبق: فهو يحتوي على خمس مدقات ملتوية في تجعيد الشعر ، وعشرة أسدية ، وعدة بتلات وسيبلات (بالمناسبة ، تحتوي الزنابق الحديثة على ثلاث مدقات وست سداة).

Nanjinganthus dendrostyla

أحفاد الزهور الأولى على الأرض

لا يزال ممثلو النبق ينموون جنبًا إلى جنب معنا. إنها بالفعل غريبة بعض الشيء: من الواضح على الفور أنها أتت من أعماق القرون.

امسك الشجرة

شجيرة غير عادية:تبدو ثمارها ، دروب خشبية ، مثل عيش الغراب البني. اسمها الآخر هو شوكة المسيح: وفقًا للأسطورة ، تم نسج تاج أشواك المسيح من هذه الشجرة. النبات طبي: مغلي من ثماره له تأثيرات مضادة للالتهابات وطارد للبلغم. يمكن أيضًا العثور على Derzhiderevo على أراضي روسيا ، وخاصة في المناطق الجنوبية والجنوبية الغربية والقوقاز.

امسك الشجرة

التزام

يوجد عدد قليل جدًا من النباتات المنزلية بين النبق:إنه أشبه بالأشجار والشجيرات رغم ذلك. لكن تماسك الشاي هو استثناء: يمكن العثور عليه غالبًا في شكل بونساي. يحتوي هذا النبات على جذع مستقيم منحني وبراعم معقدة تخلق تاجًا جميلًا غير متماثل. هذا هو السبب في اختيار sageretia كشجرة منزل.

شاي ساجريتيا

لكن البحر النبق. تشبه إلى حد كبير الرسومات من كتاب Brongniard والمكتشفات من شمال الصين ، لا علاقة لها بالنبق القديم. إنه ينتمي إلى جنس النباتات في عائلة Elaeagnaceae. ولكن بسبب التشابه مع البقايا المتحجرة القديمة ، كان النوع الأكثر شيوعًا من هذه الشجرة الحاملة للفاكهة يسمى البحر النبق.

قراءة المزيد:

ستنقل الطائرة الفضائية البضائع إلى محطة الفضاء الدولية وتهبط في "مطار" عادي

اقترب النجم من الثقب الأسود وتمزق: لاحظ العلماء ذلك من ثلاثة تلسكوبات

وجد العلماء آثارًا لطفرات جينية في دم كل شخص كان في الفضاء