Waar praten we over?
Op de laatste dag van de zomer publiceerde het tijdschrift Trends in Plant Science de resultaten van een onderzoek waar wetenschappers
Dit lijkt een gewone ontdekking:in de wereldbotanie worden cijfers over de leeftijd en de oorsprong van soorten voortdurend bijgewerkt. Maar nieuws over de leeftijd van bloeiende planten zou onze kijk op de biologische geschiedenis van de planeet kunnen veranderen.
Het verloop van de evolutie van de plantenwereld
Onderzoek vooruitgang
In januari 2022 vonden onderzoekers in een stuk barnsteen uit Myanmar fragmenten van de scheuten van de Zuid-Afrikaanse struik Phylica. De leeftijd van dit monster is meer dan 100 miljoen jaar.
Byron Lamon, Distinguished Professor of Ecologyplanten van Curtin University (Australië), samen met Tianhua He, een moleculair geneticus aan de Murdoch University, gebruikten de vondst om de geschiedenis van de oorsprong van wegedoorn te traceren met behulp van de moleculaire klok.
“We hebben het DNA van de Phylica-monsters gematcht metdynamische veranderingen in het DNA van planten van deze soort in de afgelopen 120 miljoen jaar en zetten de moleculaire klok voor het hele gezin”, beschrijft Lamon de essentie van het werk.
Fragmenten van scheuten in een stuk barnsteen
Voorheen werd aangenomen dat Rhamnaceae planten,waartoe dit monster ook behoort, ontstond ongeveer 100 miljoen jaar geleden op de planeet. Het bleek dat de eerste bloeiende planten van de duindoornfamilie meer dan 250 miljoen jaar geleden op onze planeet ontstonden - dit is 50 miljoen jaar vóór het begin van het tijdperk van dinosaurussen.
Over methode:
Moleculaire klok is een van de wetenschappelijke methodenhet dateren van fylogenetische gebeurtenissen (bijvoorbeeld verschillen tussen soorten). Het is gebaseerd op de hypothese dat evolutionair significante mutaties met een constante snelheid plaatsvinden. Er is geen bewijs om deze hypothese te ondersteunen, maar het maakt het mogelijk om biologische gebeurtenissen die miljoenen jaren geleden plaatsvonden te bestuderen en op zijn minst bij benadering de loop van de evolutie te herstellen. Om een hypothetische keten van mutaties te herstellen, worden DNA-nucleotidesequenties en eiwit-aminozuursequenties gebruikt.
De methode is al sinds de jaren zestig bekend, eigenlijk sindsdienontdekking van de dubbele helix door Watson en Crick. Maar het geeft slechts benaderende resultaten, aangezien de mutatie van levende organismen niet noodzakelijkerwijs gelijkmatig plaatsvindt.
Wat is de sensatie?
Van onze tijdverschuiving in de tijd zoalsgebeurtenissen zoals het verschijnen van bloeiende planten lijken misschien onbeduidend: denk maar aan, ze hebben ongeveer 100 miljoen jaar gemist. Maar dit is echt een doorbraak, omdat het verschijnen van bloeiende planten, wanneer het ook gebeurt, wordt beschouwd als een echte revolutie in de wereld van flora en herbivore wezens.
Op het niveau van het huishouden - je moet vergeten (of beter,herteken) alle afbeeldingen uit studieboeken en encyclopedieën, waar tyrannosaurussen en diplodocus rondzwerven tussen gigantische paardenstaarten en varens. Waarschijnlijk waren ze omringd door een andere flora, veel diverser en op zijn minst in staat om te bloeien.
gigantische bomen
In de ontwikkeling van het wetenschappelijk denken kunnen ook verschillende consequenties worden getraceerd.
Eerst een ander tijdstip van optredenbloeiende angiospermen betekent dat de aarde er minstens 100 miljoen jaar minder over deed. Gymnospermen waren de eersten die het land van de aarde bewoonden en legden de basis voor alle bestaande terrestrische flora. Maar bloeiende planten duwden ze veel eerder.
Ten tweede begon het tijdperk van de symbiose veel eerdertussen planten en insecten, de belangrijkste bestuivers van bloeiende planten. De wereld van insecten zelf begon zich te ontwikkelen dankzij het verschijnen van bloemen: de klimplanten hadden een prikkel om de lucht in te vliegen, dit gaf een impuls aan de ontwikkeling van een klasse vogels. Zolang er geen voedsel in de lucht is, waarom vliegen?
Het zijn de bloeiende planten op aarde de basis gelegd voor de verkenning van de lucht (Daarvoor waren er tijdperken van water- en landontwikkeling).En dit gebeurde 50 miljoen jaar voor het begin van het dinosaurustijdperk. Met andere woorden, primitieve hagedissen zijn al geëvolueerd naar een wereld waar het niet alleen logisch is om te kruipen, maar ook om te vliegen.
Ten derde hebben moderne bloemen veel meer meegemaaktlange evolutiepad. De bloeiende planten die we kennen zijn het resultaat van een langere strijd om te overleven, een strengere natuurlijke selectie dan eerder werd gedacht. En als het pad van moderne planten 100 miljoen jaar langer was, is het moeilijk voor te stellen hoeveel soorten er in deze periode zijn ontstaan en verdwenen.
Geschiedenis van het probleem
De studie van de miljoenenjarige geschiedenis van de flora op aardede mensheid doet het pas 200 jaar. De vader van de paleobotanie, de Franse wetenschapper Adolphe-Théodore Brongniart, schreef in 1822 een revolutionair artikel voor de hele wereld van de wetenschap over de classificatie en verspreiding van fossiele planten. Na 6 jaar systematiseerde hij alle kennis in een grote monografie, die een programmaboek werd voor alle biologen van de 19e - midden 20e eeuw.
Het is al bijna sinds de tijd van Brongniart bekend dat de zaadproducerende bomen veel ouder zijn dan bloemen: ze verschenen tijdens de late Paleozoïcum, dat wil zeggen ongeveer 300 miljoen jaar geleden.
Het laat-paleozoïcum beslaat een periode van ongeveervan 419 tot 252 miljoen jaar geleden en is verdeeld in drie geologische perioden: Devoon, Carboon en Perm. Aan het begin van het Devoon, varens, paardenstaarten en andere naaktzadigen met een zeer eenvoudige en uitgebreide reproductiemethode: sporen waren de dominante vertegenwoordigers van de flora van de aarde. Aan het einde van de periode evolueerden sommige planten via zaden naar seksuele voortplanting.
Wetenschappers hebben monsters van primitieve planten gevonden ingefossiliseerde hars- of turfafzettingen. Het verloop van het wetenschappelijk denken hing af van de kwaliteit van de gevonden monsters. De drie meest bekende plaatsen van laat-paleozoïcum fossiele planten zijn:
- Rhynie Chert, Schotland.Primitieve planten van ongeveer 411 miljoen jaar oud - met watergeleidende cellen en sporangia, maar zonder gevormde bladeren.
- Wuda District, Noordwest-China. Hier vonden ze veel volledig geconserveerde planten, bewaard in veenmoerassen, ongeveer 298 miljoen jaar oud. Ook varens werden hier overwegend gevonden.
- Heimnitz, Duitsland.Hier vonden ze afzettingen van verouderde fossiele plantenongeveer 290 miljoen jaar. Fossielen geven aan dat er tijdens de Perm-periode dichte, vochtminnende vegetatie groeide. Maar ook hier werden geen uitgesproken angiospermen aangetroffen.
Nog een reden voor het onderzoek van Lamon
Een van de belangrijke voorwaarden voor de ontdekking van Byron Lamon was: 2018 vondst in Jiangsu, China.Hier vond een groep onderzoekers gefossiliseerde fragmenten van een bloem. Volgens deskundigen is de leeftijd van het fossiel 174 miljoen jaar. Sinds enkele jaren willen wetenschappers de veronderstelling bevestigen dat bloeiende planten de aarde veel eerder bevolkten dan gedacht.
En een jaar eerder, in februari 2017, reconstrueerde een onderzoeksteam uit Oostenrijk onder leiding van Jürg Schoenenberger het uiterlijk van een van de eerste bloemen ter wereld.
Wetenschappers hebben fenotypische kenmerken bestudeerdhonderden moderne bloemen, stelden hun gemeenschappelijke kenmerken vast en brachten op basis van deze gegevens hun voorouder naar voren. Bovenal lijkt de kunstmatig nagemaakte voorvader op een lelie: hij heeft vijf stampers die in krullen zijn gedraaid, tien meeldraden, verschillende bloembladen en kelkblaadjes (moderne lelies hebben trouwens drie stampers en zes meeldraden).
Nanjinganthus dendrostyla
Afstammelingen van de eerste bloemen op aarde
Wegedoornvertegenwoordigers groeien nog steeds zij aan zij met ons. Ze zijn inderdaad een beetje vreemd: het is meteen duidelijk dat ze uit de diepten van eeuwen kwamen.
houd de boom vast
Ongewone struik:zijn vruchten, verhoute steenvruchten, zien eruit als bruine paraplupaddestoelen. De andere naam is de doorn van Christus: volgens de legende werd van deze boom de doornenkroon van Christus geweven. De plant is medicinaal: een afkooksel van de vruchten heeft ontstekingsremmende en slijmoplossende effecten. Derzhiderevo is ook te vinden op het grondgebied van Rusland, vooral in de zuidelijke, zuidwestelijke regio's en in de Kaukasus.
houd de boom vast
Saherence
Er zijn maar weinig kamerplanten tussen wegedoorns:Het lijkt meer op bomen en struiken. Maar thee saherence is een uitzondering: het is vaak te vinden in de vorm van bonsai. Deze plant heeft een rechte, gebogen stam en knoestige scheuten die een mooie asymmetrische kroon vormen. Daarom wordt sageretia gekozen als huisboom.
Sageretia thee
Maar duindoorn.zo vergelijkbaar met de tekeningen uit het boek van Brongniard envondsten uit Noord-China hebben weinig relatie met de oude wegedoorns. Het behoort tot het geslacht van planten van de sukkelfamilie (Elaeagnaceae). Maar vanwege de gelijkenis met oude gefossiliseerde overblijfselen werd de meest voorkomende soort van deze vruchtdragende boom duindoorn genoemd.
Lees verder:
Het ruimtevliegtuig zal vracht afleveren aan het ISS en landen op een gewone "luchthaven"
De ster naderde het zwarte gat en het werd verscheurd: wetenschappers observeerden dit met drie telescopen
Wetenschappers hebben sporen van genetische mutaties gevonden in het bloed van iedereen die in de ruimte is geweest