על מה אנחנו מדברים?
ביום האחרון של הקיץ, כתב העת Trends in Plant Science פרסם את תוצאות מחקר שבו מדענים
נראה שזו תגלית רגילה:בבוטניקה העולמית, נתונים על גיל ומוצא המינים מתעדכנים כל הזמן. אבל חדשות על עידן הצמחים הפורחים יכולים לשנות את השקפתנו על ההיסטוריה הביולוגית של כדור הארץ.
מהלך האבולוציה של עולם הצומח
התקדמות המחקר
בינואר 2022, בחתיכת ענבר ממיאנמר, מצאו חוקרים שברי נבטים של השיח הדרום אפריקאי Phylica. הגיל של מדגם זה הוא יותר מ-100 מיליון שנים.
ביירון למון, פרופסור מכובד לאקולוגיהצמחים מאוניברסיטת קרטין (אוסטרליה), יחד עם טיאנהואה ה, גנטיקאית מולקולרית מאוניברסיטת מרדוק, השתמשו בממצא כדי להתחקות אחר ההיסטוריה של מקור האשחר באמצעות השעון המולקולרי.
"התאמנו את ה-DNA של דגימות הפיליקהשינויים דינמיים ב-DNA של צמחים מהמין הזה במהלך 120 מיליון השנים האחרונות וקבעו את השעון המולקולרי לכל המשפחה", מתאר למון את מהות העבודה.
שברי יורה בחתיכת ענבר
בעבר, האמינו כי צמחי Rhamnaceae, כדישגם המדגם הזה שייך לו, צמח על הפלנטה לפני כ-100 מיליון שנה. התברר שהצמחים הפורחים הראשונים ממשפחת האשחרים התעוררו על הפלנטה שלנו לפני יותר מ-250 מיליון שנה - זה 50 מיליון שנה לפני תחילת עידן הדינוזאורים.
לגבי השיטה
שעון מולקולרי הוא אחת השיטות המדעיותתיארוך אירועים פילוגנטיים (לדוגמה, הבדלי מינים). הוא מבוסס על ההשערה שמוטציות משמעותיות מבחינה אבולוציונית מתרחשות בקצב קבוע. אין ראיות התומכות בהשערה זו, אך היא מאפשרת לחקור אירועים ביולוגיים שהתרחשו לפני מיליוני שנים ולפחות בקירוב לשחזר את מהלך האבולוציה. כדי לשחזר שרשרת היפותטית של מוטציות, נעשה שימוש ברצפי נוקלאוטידים של DNA ורצפי חומצות אמינו חלבון.
השיטה מוכרת משנות ה-60, למעשה מאזגילוי הסליל הכפול על ידי ווטסון וקריק. אבל זה נותן רק תוצאות משוערות, שכן המוטציה של אורגניזמים חיים לא בהכרח מתרחשת באופן שווה.
מהי התחושה?
של שינוי הזמן שלנו בזמן כזהאירועים כמו הופעת צמחים פורחים עשויים להיראות חסרי משמעות: רק תחשבו שהם החמיצו בכ-100 מיליון שנה. אבל זו באמת פריצת דרך, שכן הופעת צמחים פורחים, בכל פעם שהיא מתרחשת, נחשבת למהפכה של ממש בעולם הצמחים והיצורים אוכלי העשב.
ברמת משק הבית - אתה צריך לשכוח (או יותר טוב,לצייר מחדש) את כל התמונות מספרי לימוד ואנציקלופדיות, שבהם טירנוזאורים ודיפלודוקוס מסתובבים בין זנב סוס ושרכים ענקיים. כנראה, הם היו מוקפים בצמחייה אחרת, הרבה יותר מגוונת ולפחות מסוגלת לפרוח.
עצי ענק
בפיתוח המחשבה המדעית ניתן גם לאתר כמה השלכות.
ראשית, זמן נוסף של התרחשותאנגיוספרמים פורחים פירושו שלקח לכדור הארץ לפחות 100 מיליון שנה פחות. הגימנוספרמים היו הראשונים שאיכלסו את ארץ כדור הארץ והניחו את הבסיס לכל הצומח היבשתי הקיים. אבל צמחים פורחים דחפו אותם הרבה יותר מוקדם.
שנית, עידן הסימביוזה התחיל הרבה קודםבין צמחים וחרקים, המאביקים העיקריים של צמחים פורחים. עולם החרקים עצמו החל להתפתח הודות להופעתם של פרחים: לזחלים היה תמריץ לעוף לשמיים, זה נתן תנופה להתפתחות של כיתה של ציפורים. כל עוד אין אוכל בשמים, למה לעוף?
זה הצמחים הפורחים על פני כדור הארץ הניח את הבסיס לחקר השמיים (לפני כן היו עידנים של פיתוח מים וקרקע).וזה קרה 50 מיליון שנה לפני תחילת עידן הדינוזאורים. במילים אחרות, לטאות פרימיטיביות כבר התפתחו לעולם שבו הגיוני לא רק לזחול, אלא גם לעוף.
שלישית, פרחים מודרניים הגיעו הרבה יותרדרך ארוכה של אבולוציה. הצמחים הפורחים שאנו מכירים הם תוצאה של מאבק הישרדות ארוך יותר, ברירה טבעית קשה יותר, ממה שחשבו בעבר. ואם דרכם של הצמחים המודרניים הייתה ארוכה יותר ב-100 מיליון שנים, קשה אפילו לדמיין כמה מינים הצליחו להתעורר ולהיעלם בתקופה זו.
היסטוריה של הנושא
חקר ההיסטוריה רבת מיליוני השנים של צמחיית כדור הארץהאנושות עושה את זה רק 200 שנה. אבי הפלאובוטניקה, המדען הצרפתי אדולף-תאודור ברוניארד, כתב ב-1822 מאמר מהפכני לכל עולם המדע על סיווג והפצה של צמחי מאובנים. לאחר 6 שנים, הוא ביסס את כל הידע במונוגרפיה גדולה, שהפכה לספר תכניות לכל הביולוגים של המאות ה-19 - אמצע ה-20.
כמעט מתקופת ברונגיארט ידוע שהעצים המייצרים זרעים מבוגרים בהרבה מפרחים: הם הופיעו בסוף התקופה הפלאוזואית, כלומר לפני כ-300 מיליון שנה.
התקופה הפליאוזואיקונית המאוחרת מכסה תקופה של בערךמלפני 419 עד 252 מיליון שנים ומחולק לשלוש תקופות גיאולוגיות: דבון, פחמן ופרמיאן. בתחילת התקופה הדבונית, שרכים, זנב סוסים ושאר ג'מנוספרמים עם שיטת רבייה פשוטה ונרחבת: נבגים היו הנציגים הדומיננטיים של הצומח של כדור הארץ. בסוף התקופה, חלק מהצמחים התפתחו לרבייה מינית באמצעות זרעים.
מדענים מצאו דגימות של צמחים פרימיטיביים בשרף מאובן או משקעי כבול. מהלך המחשבה המדעית היה תלוי באיכות הדגימות שנמצאו. שלושת היישובים המפורסמים ביותר של צמחי מאובנים פליאוזואיקונים מאוחרים הם:
- Rhynie Chert, סקוטלנד.צמחים פרימיטיביים בני כ-411 מיליון שנים - עם תאים מוליכים מים וספורנגיה, אך ללא עלים נוצרים.
- מחוז וודה, צפון מערב סין. כאן מצאו הרבה צמחים שהשתמרו לחלוטין, שהשתמרו בביצות כבול, בני כ-298 מיליון שנים. שרכים נמצאו גם כאן בעיקר.
- היימניץ, גרמניה.כאן הם מצאו מרבצים של צמחי מאובנים שהתיישנוכ-290 מיליון שנה. מאובנים מצביעים על כך שצמחייה צפופה ואוהבת לחות גדלה בתקופת הפרמיאן. אבל גם כאן לא נמצאו אנגיוספרים מובהקים.
סיבה נוספת למחקר של למון
אחד התנאים המוקדמים החשובים לגילויו של ביירון למון היה מצא 2018 בג'יאנגסו, סין.כאן, קבוצת חוקרים מצאה שברים מאובנים של פרח. לפי מומחים, גילו של המאובן הוא 174 מיליון שנה. במשך כמה שנים, מדענים רצו לאשר את ההנחה שצמחים פורחים אכלסו את כדור הארץ הרבה יותר מוקדם ממה שחשבו.
ושנה לפני כן, בפברואר 2017, צוות מחקר מאוסטריה בראשות יורג שוננברגר שיחזר את הופעתו של אחד הפרחים הראשונים על פני כדור הארץ.
מדענים חקרו מאפיינים פנוטיפייםמאות פרחים מודרניים, ביססו את המאפיינים המשותפים שלהם, ועל סמך נתונים אלה, הוציאו את אביהם. יותר מכל, האב הקדמון שנוצר מחדש באופן מלאכותי דומה לשושן: יש לו חמישה פיסטולים מעוותים לתלתלים, עשרה אבקנים, כמה עלי כותרת ועלי כותרת (לחבצלות המודרניות, אגב, יש שלושה אבקנים ושישה אבקנים).
Nanjinganthus dendrostyla
צאצאי הפרחים הראשונים על פני כדור הארץ
נציגי אשחר עדיין גדלים זה לצד זה איתנו. הם אכן קצת מוזרים: מיד ברור שהם באו ממעמקי מאות שנים.
להחזיק את העץ
שיח יוצא דופן:הפירות שלו, דג ים, נראים כמו פטריות מטרייה חומות. שם נוסף עבורו הוא קוץ ישו: על פי האגדה, מהעץ הזה נרקם כתר הקוצים של ישו. הצמח הוא מרפא: למרתח מפירותיו השפעות אנטי דלקתיות ומכייח. Derzhiderevo ניתן למצוא גם בשטחה של רוסיה, במיוחד באזורים הדרומיים, הדרום-מערביים ובקווקז.
להחזיק את העץ
Saherence
יש מעט מאוד צמחי בית בין אשחרים:אבל זה יותר כמו עצים ושיחים. אבל סהרנס תה הוא חריג: לעתים קרובות ניתן למצוא אותו בצורה של בונסאי. לצמח זה גזע ישר ומעוקל וזרעים מסוקסים היוצרים כתר א-סימטרי יפהפה. לכן סגרתיה נבחרה כעץ בית.
תה Sageretia
אבל אשחר הים,כל כך דומה לרישומים מספרו של ברונגיארד ולממצאים מצפון סין יש קשר מועט לאשחרים העתיקים. הוא שייך לסוג הצמחים ממשפחת הפראיירים (Elaeagnaceae). אבל בשל הדמיון עם שרידים מאובנים עתיקים, הסוג הנפוץ ביותר של עץ נושא פרי זה נקרא אשחר ים.
קרא עוד:
מטוס החלל יעביר מטען ל-ISS וינחת ב"שדה תעופה" רגיל
הכוכב התקרב לחור השחור והוא נקרע לגזרים: מדענים צפו בכך משלושה טלסקופים
מדענים מצאו עקבות של מוטציות גנטיות בדם של כל אדם שהיה בחלל