Για τι πράγμα μιλάμε?
Την τελευταία μέρα του καλοκαιριού, το περιοδικό Trends in Plant Science δημοσίευσε τα αποτελέσματα μιας μελέτης όπου οι επιστήμονες
Αυτό φαίνεται να είναι μια συνηθισμένη ανακάλυψη:στην παγκόσμια βοτανική, τα στοιχεία για την ηλικία και την προέλευση των ειδών ενημερώνονται συνεχώς. Αλλά τα νέα για την ηλικία των ανθοφόρων φυτών θα μπορούσαν να αλλάξουν την άποψή μας για τη βιολογική ιστορία του πλανήτη.
Η πορεία της εξέλιξης του φυτικού κόσμου
Έρευνα προόδου
Τον Ιανουάριο του 2022, σε ένα κομμάτι κεχριμπαριού από τη Μιανμάρ, οι ερευνητές βρήκαν θραύσματα από τους βλαστούς του νοτιοαφρικανικού θάμνου Phylica. Η ηλικία αυτού του δείγματος είναι πάνω από 100 εκατομμύρια χρόνια.
Byron Lamon, διακεκριμένος καθηγητής Οικολογίαςφυτά από το Πανεπιστήμιο Curtin (Αυστραλία), μαζί με τον Tianhua He, έναν μοριακό γενετιστή στο Πανεπιστήμιο Murdoch, χρησιμοποίησαν το εύρημα για να εντοπίσουν την ιστορία της προέλευσης του buckthorn χρησιμοποιώντας το μοριακό ρολόι.
«Συνδυάσαμε το DNA των δειγμάτων Phylica μεδυναμικές αλλαγές στο DNA των φυτών αυτού του είδους τα τελευταία 120 εκατομμύρια χρόνια και έθεσαν το μοριακό ρολόι για όλη την οικογένεια», περιγράφει ο Lamon την ουσία του έργου.
Θραύσματα βλαστών σε ένα κομμάτι κεχριμπάρι
Προηγουμένως, πιστευόταν ότι τα φυτά Rhamnaceae, ναστο οποίο ανήκει και αυτό το δείγμα, προέκυψε στον πλανήτη πριν από περίπου 100 εκατομμύρια χρόνια. Αποδείχθηκε ότι τα πρώτα ανθοφόρα φυτά της οικογένειας του buckthorn εμφανίστηκαν στον πλανήτη μας πριν από περισσότερα από 250 εκατομμύρια χρόνια - αυτό είναι 50 εκατομμύρια χρόνια πριν από την έναρξη της εποχής των δεινοσαύρων.
Σχετικά με τη μέθοδο
Το μοριακό ρολόι είναι μια από τις επιστημονικές μεθόδουςχρονολόγηση φυλογενετικών γεγονότων (για παράδειγμα, αποκλίσεις ειδών). Βασίζεται στην υπόθεση ότι οι εξελικτικά σημαντικές μεταλλάξεις συμβαίνουν με σταθερό ρυθμό. Δεν υπάρχουν στοιχεία που να υποστηρίζουν αυτή την υπόθεση, αλλά καθιστά δυνατή τη μελέτη βιολογικών γεγονότων που συνέβησαν πριν από εκατομμύρια χρόνια και τουλάχιστον κατά προσέγγιση την αποκατάσταση της πορείας της εξέλιξης. Για την αποκατάσταση μιας υποθετικής αλυσίδας μεταλλάξεων, χρησιμοποιούνται αλληλουχίες νουκλεοτιδίων DNA και αλληλουχίες πρωτεϊνών αμινοξέων.
Η μέθοδος είναι γνωστή από τη δεκαετία του 1960 και μάλιστα από τότεανακάλυψη της διπλής έλικας από τους Watson και Crick. Αλλά δίνει μόνο κατά προσέγγιση αποτελέσματα, αφού η μετάλλαξη των ζωντανών οργανισμών δεν συμβαίνει απαραίτητα ομοιόμορφα.
Ποια είναι η αίσθηση;
Της χρονικής μας μετατόπισης στο χρόνο τέτοιαγεγονότα όπως η εμφάνιση των ανθοφόρων φυτών μπορεί να φαίνονται ασήμαντα: σκεφτείτε, ότι δεν τα κατάφεραν για περίπου 100 εκατομμύρια χρόνια. Αλλά αυτό είναι πραγματικά μια σημαντική ανακάλυψη, αφού η εμφάνιση των ανθοφόρων φυτών, όποτε συμβαίνει, θεωρείται μια πραγματική επανάσταση στον κόσμο της χλωρίδας και των φυτοφάγων πλασμάτων.
Σε επίπεδο νοικοκυριού - πρέπει να ξεχάσετε (ή καλύτερα,επανασχεδιάστε) όλες τις εικόνες από σχολικά βιβλία και εγκυκλοπαίδειες, όπου τυραννόσαυροι και διπλόδοκοι περιφέρονται ανάμεσα σε γιγάντιες αλογοουρές και φτέρες. Πιθανώς, περιβάλλονταν από μια διαφορετική χλωρίδα, πολύ πιο ποικιλόμορφη και τουλάχιστον ικανή να ανθίσει.
γιγάντια δέντρα
Στην ανάπτυξη της επιστημονικής σκέψης, μπορούν επίσης να εντοπιστούν αρκετές συνέπειες.
Πρώτον, μια άλλη στιγμή εμφάνισηςανθίζοντας αγγειόσπερμα σημαίνει ότι χρειάστηκε η Γη τουλάχιστον 100 εκατομμύρια χρόνια λιγότερα. Τα γυμνόσπερμα ήταν τα πρώτα που κατοικούσαν στη γη της Γης και έθεσαν τα θεμέλια για όλη την υπάρχουσα χερσαία χλωρίδα. Όμως τα ανθοφόρα φυτά τα έσπρωξαν πολύ νωρίτερα.
Δεύτερον, η εποχή της συμβίωσης ξεκίνησε πολύ νωρίτεραανάμεσα στα φυτά και τα έντομα, τους κύριους επικονιαστές των ανθοφόρων φυτών. Ο ίδιος ο κόσμος των εντόμων άρχισε να αναπτύσσεται χάρη στην εμφάνιση των λουλουδιών: οι ερπυστριοφόροι είχαν ένα κίνητρο να πετάξουν στον ουρανό, αυτό έδωσε ώθηση στην ανάπτυξη μιας κατηγορίας πουλιών. Όσο δεν υπάρχει φαγητό στον ουρανό, γιατί να πετάς;
Είναι τα ανθοφόρα φυτά στη Γη έθεσε τα θεμέλια για την εξερεύνηση του ουρανού (Πριν από αυτό, υπήρχαν εποχές ανάπτυξης του νερού και της γης).Και αυτό συνέβη 50 εκατομμύρια χρόνια πριν από την έναρξη της εποχής των δεινοσαύρων. Με άλλα λόγια, οι πρωτόγονες σαύρες έχουν ήδη εξελιχθεί σε έναν κόσμο όπου είναι λογικό όχι μόνο να μπουσουλάμε, αλλά και να πετάμε.
Τρίτον, τα σύγχρονα λουλούδια έχουν περάσει πολύ περισσότεραμακρύς δρόμος εξέλιξης. Τα ανθοφόρα φυτά που γνωρίζουμε είναι το αποτέλεσμα ενός μεγαλύτερου αγώνα για επιβίωση, μιας πιο σοβαρής φυσικής επιλογής, από ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως. Και αν η διαδρομή των σύγχρονων φυτών ήταν 100 εκατομμύρια χρόνια μεγαλύτερη, είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς πόσα είδη κατάφεραν να εμφανιστούν και να εξαφανιστούν κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου.
Ιστορικό του ζητήματος
Η μελέτη της ιστορίας πολλών εκατομμυρίων χρόνων της χλωρίδας της γηςη ανθρωπότητα το κάνει μόνο 200 χρόνια. Ο πατέρας της παλαιοβοτανικής, ο Γάλλος επιστήμονας Adolphe-Théodore Brongniart, έγραψε το 1822 ένα επαναστατικό άρθρο για ολόκληρο τον κόσμο της επιστήμης σχετικά με την ταξινόμηση και την κατανομή των απολιθωμάτων φυτών. Μετά από 6 χρόνια συστηματοποίησε όλη τη γνώση σε μια μεγάλη μονογραφία, η οποία έγινε βιβλίο προγράμματος για όλους τους βιολόγους του 19ου - μέσα του 20ού αιώνα.
Είναι γνωστό σχεδόν από την εποχή του Brongniart ότι τα δέντρα που παράγουν σπόρους είναι πολύ μεγαλύτερα από τα λουλούδια: εμφανίστηκαν κατά την ύστερη Παλαιοζωική περίοδο, δηλαδή πριν από περίπου 300 εκατομμύρια χρόνια.
Η Ύστερη Παλαιοζωική εποχή καλύπτει μια περίοδο περίπουαπό 419 έως 252 εκατομμύρια χρόνια πριν και χωρίζεται σε τρεις γεωλογικές περιόδους: Devonian, Carboniferous και Permian. Στην αρχή της Δεβονικής περιόδου, οι φτέρες, οι αλογοουρές και άλλα γυμνόσπερμα με μια πολύ απλή και εκτεταμένη μέθοδο αναπαραγωγής: τα σπόρια ήταν οι κυρίαρχοι εκπρόσωποι της χλωρίδας της Γης. Στο τέλος της περιόδου, ορισμένα φυτά εξελίχθηκαν σε σεξουαλική αναπαραγωγή μέσω σπόρων.
Οι επιστήμονες βρήκαν δείγματα πρωτόγονων φυτώναπολιθωμένα αποθέματα ρητίνης ή τύρφης. Η πορεία της επιστημονικής σκέψης εξαρτιόταν από την ποιότητα των δειγμάτων που βρέθηκαν. Οι τρεις πιο διάσημες τοποθεσίες απολιθωμάτων του Ύστερου Παλαιοζωικού είναι:
- Rhynie Chert, Σκωτία.Πρωτόγονα φυτά ηλικίας περίπου 411 εκατομμυρίων ετών - με υδατοαγώγιμα κύτταρα και σποράγγια, αλλά χωρίς σχηματισμένα φύλλα.
- Περιοχή Wuda, Βορειοδυτική Κίνα. Εδώ βρήκαν πολλά πλήρως διατηρημένα φυτά, διατηρημένα σε τύρφη, ηλικίας περίπου 298 εκατομμυρίων ετών. Φτέρες βρέθηκαν επίσης κυρίως εδώ.
- Heimnitz, Γερμανία.Εδώ βρήκαν κοιτάσματα απολιθωμάτων φυτών παλαιωμέναπερίπου 290 εκατομμύρια χρόνια. Τα απολιθώματα δείχνουν ότι η πυκνή βλάστηση που αγαπούσε την υγρασία αναπτύχθηκε κατά την περίοδο της Πέρμιας. Αλλά ούτε εδώ βρέθηκαν έντονα αγγειόσπερμα.
Άλλος ένας λόγος για την έρευνα του Lamon
Μία από τις σημαντικές προϋποθέσεις για την ανακάλυψη του Byron Lamon ήταν 2018 εύρημα στο Jiangsu, Κίνα.Εδώ, μια ομάδα ερευνητών βρήκε απολιθωμένα θραύσματα ενός λουλουδιού. Σύμφωνα με τους ειδικούς, η ηλικία του απολιθώματος είναι 174 εκατομμύρια χρόνια. Για αρκετά χρόνια, οι επιστήμονες ήθελαν να επιβεβαιώσουν την υπόθεση ότι τα ανθοφόρα φυτά κατοικούσαν στη Γη πολύ νωρίτερα από ό,τι πιστεύαμε.
Και ένα χρόνο πριν, τον Φεβρουάριο του 2017, μια ερευνητική ομάδα από την Αυστρία με επικεφαλής τον Jürg Schoenenberger αναδημιουργούσε την εμφάνιση ενός από τα πρώτα λουλούδια στον πλανήτη.
Οι επιστήμονες έχουν μελετήσει φαινοτυπικά χαρακτηριστικάεκατοντάδες σύγχρονα λουλούδια, καθιέρωσαν τα κοινά τους χαρακτηριστικά και, με βάση αυτά τα δεδομένα, ανέδειξαν τον πρόγονό τους. Πάνω απ 'όλα, ο τεχνητά αναδημιουργημένος προπάτορας μοιάζει με ένα κρίνο: έχει πέντε ύπερα στριμμένα σε μπούκλες, δέκα στήμονες, πολλά πέταλα και σέπαλα (τα σύγχρονα κρίνα, παρεμπιπτόντως, έχουν τρία ύπερα και έξι στήμονες).
Nanjinganthus dendrostyla
Απόγονοι των πρώτων λουλουδιών στη Γη
Οι εκπρόσωποι του Buckthorn εξακολουθούν να μεγαλώνουν δίπλα-δίπλα μαζί μας. Είναι πράγματι λίγο περίεργα: είναι αμέσως σαφές ότι προέρχονται από τα βάθη των αιώνων.
κρατήστε το δέντρο
Ασυνήθιστος θάμνος:οι καρποί του, λιγνιωμένες δρύπες, μοιάζουν με καφέ μανιτάρια ομπρέλας. Το άλλο του όνομα είναι το αγκάθι του Χριστού: σύμφωνα με το μύθο, από αυτό το δέντρο υφάνθηκε το ακάνθινο στεφάνι του Χριστού. Το φυτό είναι φαρμακευτικό: ένα αφέψημα των καρπών του έχει αντιφλεγμονώδη και αποχρεμπτική δράση. Το Derzhiderevo μπορεί επίσης να βρεθεί στο έδαφος της Ρωσίας, ειδικά στις νότιες, νοτιοδυτικές περιοχές και στον Καύκασο.
κρατήστε το δέντρο
Saherence
Υπάρχουν πολύ λίγα φυτά εσωτερικού χώρου ανάμεσα στα ιπποφαές:Μοιάζει περισσότερο με δέντρα και θάμνους όμως. Αλλά το saherence του τσαγιού είναι μια εξαίρεση: μπορεί να βρεθεί συχνά με τη μορφή μπονσάι. Αυτό το φυτό έχει ίσιο, κυρτό κορμό και βλαστούς με κόμπους που δημιουργούν ένα όμορφο ασύμμετρο στέμμα. Γι' αυτό επιλέγεται η σαγερέτια ως οικιακό δέντρο.
Τσάι Sageretia
Αλλά ιπποφαές,τόσο παρόμοια με τα σχέδια από το βιβλίο του Brongniard καιευρήματα από τη βόρεια Κίνα έχουν μικρή σχέση με τα αρχαία ιπποφαές. Ανήκει στο γένος των φυτών της οικογένειας των κορόιδων (Elaeagnaceae). Αλλά λόγω της ομοιότητας με τα αρχαία απολιθωμένα κατάλοιπα, ο πιο κοινός τύπος αυτού του καρποφόρου δέντρου ονομαζόταν ιπποφαές.
Διαβάστε περισσότερα:
Το διαστημικό αεροπλάνο θα παραδώσει φορτίο στο ISS και θα προσγειωθεί σε ένα κανονικό "αεροδρόμιο"
Το αστέρι πλησίασε τη μαύρη τρύπα και διαλύθηκε: οι επιστήμονες το παρατήρησαν από τρία τηλεσκόπια
Οι επιστήμονες έχουν βρει ίχνη γενετικών μεταλλάξεων στο αίμα κάθε ανθρώπου που έχει βρεθεί στο διάστημα