O czym gadamy?
W ostatni dzień lata czasopismo Trends in Plant Science opublikowało wyniki badania, w którym uczestniczyli naukowcy
To wydaje się być zwyczajnym odkryciem:w światowej botanice stale aktualizowane są dane dotyczące wieku i pochodzenia gatunków. Ale wiadomości o wieku roślin kwitnących mogą zmienić nasz pogląd na biologiczną historię planety.
Przebieg ewolucji świata roślin
Postęp badań
W styczniu 2022 r. w kawałku bursztynu z Myanmaru badacze znaleźli fragmenty pędów południowoafrykańskiego krzewu Phylica. Wiek tej próbki to ponad 100 milionów lat.
Byron Lamon, wybitny profesor ekologiirośliny z Uniwersytetu Curtin (Australia), wraz z Tianhua He, genetykiem molekularnym z Uniwersytetu Murdoch, wykorzystali znalezisko do prześledzenia historii pochodzenia kruszyny za pomocą zegara molekularnego.
„Porównaliśmy DNA próbek Phylica zdynamiczne zmiany w DNA roślin tego gatunku na przestrzeni ostatnich 120 milionów lat i wyznaczają zegar molekularny dla całej rodziny” – opisuje istotę pracy Lamon.
Fragmenty pędów w kawałku bursztynu
Wcześniej uważano, że rośliny Rhamnaceae todo której należy również ta próbka, powstała na planecie około 100 milionów lat temu. Okazało się, że pierwsze rośliny kwitnące z rodziny kruszyny pojawiły się na naszej planecie ponad 250 milionów lat temu - to 50 milionów lat przed początkiem ery dinozaurów.
O metodzie
Zegar molekularny jest jedną z metod naukowychdatowanie zdarzeń filogenetycznych (na przykład rozbieżności gatunkowe). Opiera się na hipotezie, że ewolucyjnie istotne mutacje zachodzą ze stałą szybkością. Nie ma dowodów na poparcie tej hipotezy, ale pozwala ona zbadać zdarzenia biologiczne, które miały miejsce miliony lat temu i przynajmniej w przybliżeniu przywrócić bieg ewolucji. Aby odtworzyć hipotetyczny łańcuch mutacji, wykorzystuje się sekwencje nukleotydów DNA i sekwencje aminokwasów białek.
Metoda znana jest od lat 60-tych XX wieku, a właściwie ododkrycie podwójnej helisy przez Watsona i Cricka. Daje to jednak jedynie przybliżone wyniki, ponieważ mutacje organizmów żywych niekoniecznie zachodzą równomiernie.
Jakie jest odczucie?
Naszego czasu przesunięcie w czasie takieWydarzenia takie jak pojawienie się roślin kwitnących mogą wydawać się nieistotne: pomyśl tylko, że przeoczyły je o jakieś 100 milionów lat. Ale to naprawdę przełom, ponieważ pojawienie się roślin kwitnących, ilekroć się zdarza, uważane jest za prawdziwą rewolucję w świecie flory i roślinożernych stworzeń.
Na poziomie gospodarstwa domowego - musisz zapomnieć (lub lepiej,przerysuj) wszystkie obrazki z podręczników i encyklopedii, gdzie tyranozaury i diplodoki wędrują wśród olbrzymich skrzypów i paproci. Zapewne otaczała je inna flora, dużo bardziej zróżnicowana i przynajmniej zdolna do kwitnienia.
gigantyczne drzewa
W rozwoju myśli naukowej można również prześledzić kilka konsekwencji.
Po pierwsze, inny czas wystąpieniakwitnienie okrytozalążkowych oznacza, że zajęło Ziemi co najmniej 100 milionów lat mniej. Nagonasienne jako pierwsze zasiedliły ziemię Ziemi i położyły podwaliny pod całą istniejącą florę lądową. Ale rośliny kwitnące popchnęły je znacznie wcześniej.
Po drugie, era symbiozy zaczęła się znacznie wcześniejmiędzy roślinami a owadami, głównymi zapylaczami roślin kwiatowych. Sam świat owadów zaczął się rozwijać dzięki pojawieniu się kwiatów: pełzacze miały motywację do lotu w niebo, co dało impuls do rozwoju klasy ptaków. Dopóki na niebie nie ma jedzenia, po co latać?
To kwitnące rośliny na Ziemi położył podwaliny pod eksplorację nieba (Wcześniej były epoki zagospodarowania wody i ziemi).I stało się to 50 milionów lat przed początkiem ery dinozaurów. Innymi słowy, prymitywne jaszczurki przekształciły się już w świat, w którym sensowne jest nie tylko czołganie się, ale także latanie.
Po trzecie, nowoczesnych kwiatów przybyło znacznie więcejdługa droga ewolucji. Znane nam rośliny kwitnące są wynikiem dłuższej walki o przetrwanie, bardziej rygorystycznej selekcji naturalnej, niż wcześniej sądzono. A jeśli droga współczesnych roślin była dłuższa o 100 milionów lat, trudno nawet sobie wyobrazić, ile gatunków zdołało w tym okresie powstać i zniknąć.
Historia problemu
Badanie wielomilionowej historii flory ziemskiejludzkość robi to dopiero od 200 lat. Ojciec paleobotaniki, francuski naukowiec Adolphe-Théodore Brongniart, w 1822 roku napisał rewolucyjny artykuł dla całego świata nauki na temat klasyfikacji i rozmieszczenia roślin kopalnych. Po 6 latach usystematyzował całą wiedzę w obszernej monografii, która stała się książką programową dla wszystkich biologów XIX - połowy XX wieku.
Niemal od czasów Brongniarta wiadomo, że drzewa nasienne są znacznie starsze niż kwiaty: pojawiły się w okresie późnego paleozoiku, czyli około 300 milionów lat temu.
Era późnego paleozoiku obejmuje okres okołood 419 do 252 mln lat temu i dzieli się na trzy okresy geologiczne: dewon, karbon i perm. Na początku okresu dewońskiego paprocie, skrzypy i inne nagonasienne o bardzo prostej i rozbudowanej metodzie rozmnażania: dominującymi przedstawicielami ziemskiej flory były zarodniki. Pod koniec tego okresu niektóre rośliny wyewoluowały do rozmnażania płciowego poprzez nasiona.
Naukowcy znaleźli próbki prymitywnych roślin wskamieniałe złoża żywicy lub torfu. Tok myśli naukowej zależał od jakości znalezionych próbek. Trzy najbardziej znane stanowiska późnopaleozoicznych roślin kopalnych to:
- Rhynie Chert, Szkocja.Prymitywne rośliny mające około 411 milionów lat – z komórkami przewodzącymi wodę i zarodniami, ale bez uformowanych liści.
- Dzielnica Wuda, północno-zachodnie Chiny. Znaleźli tu wiele całkowicie zachowanych roślin, zachowanych na torfowiskach, liczących około 298 milionów lat. Paprocie również występowały tu głównie.
- Heimnitz, Niemcy.Tutaj odkryli złoża starzejących się roślin kopalnychokoło 290 milionów lat. Skamieniałości wskazują, że w okresie permu rosła gęsta, kochająca wilgoć roślinność. Ale i tutaj nie znaleziono wyraźnych okrytozalążkowych.
Kolejny powód badań Lamona
Jednym z ważnych warunków wstępnych do odkrycia Byrona Lamona było: 2018 znaleźć w Jiangsu w Chinach.Tutaj grupa badaczy znalazła skamieniałe fragmenty kwiatu. Według ekspertów wiek skamieniałości to 174 miliony lat. Od kilku lat naukowcy chcieli potwierdzić założenie, że rośliny kwitnące zaludniały Ziemię znacznie wcześniej niż sądzono.
A rok wcześniej, w lutym 2017 roku, zespół badawczy z Austrii kierowany przez Jürga Schoenenbergera odtworzył wygląd jednego z pierwszych kwiatów na planecie.
Naukowcy zbadali cechy fenotypowesetki współczesnych kwiatów ustaliły ich wspólne cechy i na podstawie tych danych wydobyły ich przodka. Przede wszystkim sztucznie odtworzony przodek przypomina lilię: ma pięć słupków skręconych w loki, dziesięć pręcików, kilka płatków i działek kielicha (nawiasem mówiąc, współczesne lilie mają trzy słupki i sześć pręcików).
Nanjinganthus dendrostyla
Potomkowie pierwszych kwiatów na Ziemi
Przedstawiciele Rokitnika wciąż rosną obok nas. Rzeczywiście są trochę dziwne: od razu widać, że pochodzą z głębin wieków.
trzymaj drzewo!
Niezwykły krzew:jej owoce, zdrewniałe pestkowce, wyglądają jak brązowe grzyby parasolowe. Jego inna nazwa to cierń Chrystusa: według legendy to właśnie z tego drzewa utkano koronę cierniową Chrystusa. Roślina ma właściwości lecznicze: wywar z jej owoców ma działanie przeciwzapalne i wykrztuśne. Derziderewo można spotkać również na terenie Rosji, zwłaszcza w regionach południowych, południowo-zachodnich i na Kaukazie.
trzymaj drzewo!
Saherence
Wśród kruszyny jest bardzo niewiele roślin doniczkowych:Jednak bardziej przypomina drzewa i krzewy. Ale saherence herbaty jest wyjątkiem: często można ją znaleźć w postaci bonsai. Ta roślina ma prosty, zakrzywiony pień i sękate pędy, które tworzą piękną asymetryczną koronę. Dlatego sageretia jest wybierana jako drzewo domowe.
Herbata Sageretia
Ale rokitnik,tak podobne do rysunków z książki Brongniarda iznaleziska z północnych Chin mają niewielki związek ze starożytnymi rokitnikami. Należy do rodzaju roślin z rodziny odrostów (Elaeagnaceae). Ale ze względu na podobieństwo do starożytnych skamieniałych szczątków, najczęstszym rodzajem tego owocującego drzewa nazwano rokitnikiem zwyczajnym.
Czytaj więcej:
Samolot kosmiczny dostarczy ładunek na ISS i wyląduje na zwykłym „lotnisku”
Gwiazda zbliżyła się do czarnej dziury i została rozerwana: naukowcy obserwowali to z trzech teleskopów
Naukowcy znaleźli ślady mutacji genetycznych we krwi każdej osoby, która była w kosmosie