Despre ce vorbim?
În ultima zi de vară, revista Trends in Plant Science a publicat rezultatele unui studiu în care oamenii de știință
Aceasta pare a fi o descoperire obișnuită:în botanica mondială, cifrele privind vârsta și originea speciilor sunt actualizate în mod constant. Dar știrile despre epoca plantelor cu flori ne-ar putea schimba viziunea asupra istoriei biologice a planetei.
Cursul evoluției lumii vegetale
Progresul cercetării
În ianuarie 2022, într-o bucată de chihlimbar din Myanmar, cercetătorii au găsit fragmente de lăstari din tufișul sud-african Phylica. Vârsta acestui eșantion este de peste 100 de milioane de ani.
Byron Lamon, profesor distins de ecologieplante de la Universitatea Curtin (Australia), împreună cu Tianhua He, un genetician molecular la Universitatea Murdoch, au folosit descoperirea pentru a urmări istoria originii cătinii folosind ceasul molecular.
„Am corelat ADN-ul probelor de Phylica cuschimbări dinamice în ADN-ul plantelor acestei specii în ultimii 120 de milioane de ani și au stabilit ceasul molecular pentru întreaga familie”, descrie Lamon esența lucrării.
Fragmente de lăstari într-o bucată de chihlimbar
Anterior, se credea că plantele Rhamnaceae, săcăruia îi aparține și această probă, a apărut pe planetă în urmă cu aproximativ 100 de milioane de ani. S-a dovedit că primele plante cu flori ale familiei cătină au apărut pe planeta noastră în urmă cu mai bine de 250 de milioane de ani - cu 50 de milioane de ani înainte de începutul erei dinozaurilor.
Despre metoda
Ceasul molecular este una dintre metodele științificedatarea evenimentelor filogenetice (de exemplu, divergențele dintre specii). Se bazează pe ipoteza că mutațiile semnificative din punct de vedere evolutiv apar într-un ritm constant. Nu există dovezi care să susțină această ipoteză, dar face posibilă studierea evenimentelor biologice care au avut loc cu milioane de ani în urmă și cel puțin restabilirea aproximativă a cursului evoluției. Pentru a restabili un lanț ipotetic de mutații, se folosesc secvențe de nucleotide ADN și secvențe de proteine de aminoacizi.
Metoda este cunoscută încă din anii 1960, de fapt de atuncidescoperirea dublei helix de către Watson și Crick. Dar oferă doar rezultate aproximative, deoarece mutația organismelor vii nu are loc neapărat uniform.
Care este senzația?
De schimbarea timpului nostru în timp astfelevenimente precum apariția plantelor cu flori pot părea nesemnificative: gândiți-vă că au ratat cu aproximativ 100 de milioane de ani. Dar aceasta este într-adevăr o descoperire, deoarece apariția plantelor cu flori, ori de câte ori se întâmplă, este considerată o adevărată revoluție în lumea florei și a creaturilor erbivore.
La nivel de gospodărie - trebuie să uiți (sau mai bine,redesenează) toate imaginile din manuale și enciclopedii, unde tiranozaurii și diplodocusul hoinăresc printre coada-calului gigant și ferigi. Probabil că erau înconjurați de o floră diferită, mult mai diversă și cel puțin capabilă să înflorească.
copaci gigantici
În dezvoltarea gândirii științifice pot fi urmărite și câteva consecințe.
În primul rând, un alt moment al aparițieiînflorirea angiospermelor înseamnă că Pământului ia luat cu cel puțin 100 de milioane de ani mai puțin. Gimnospermele au fost primele care au locuit pe pământul Pământului și au pus bazele întregii flore terestre existente. Dar plantele cu flori le-au împins mult mai devreme.
În al doilea rând, era simbiozei a început mult mai devremeîntre plante și insecte, principalii polenizatori ai plantelor cu flori. Lumea insectelor în sine a început să se dezvolte datorită apariției florilor: târâtorii au avut un stimulent să zboare în sus spre cer, acest lucru a dat impuls dezvoltării unei clase de păsări. Atâta timp cât nu există mâncare pe cer, de ce să zbori?
Sunt plantele cu flori de pe Pământ a pus bazele explorării cerului (Înainte de asta, au fost epoci de dezvoltare a apei și a terenurilor).Și asta s-a întâmplat cu 50 de milioane de ani înainte de începutul erei dinozaurilor. Cu alte cuvinte, șopârlele primitive au evoluat deja într-o lume în care are sens nu numai să se târască, ci și să zboare.
În al treilea rând, florile moderne au trecut prin mult mai multecale lungă de evoluție. Plantele cu flori pe care le cunoaștem sunt rezultatul unei lupte mai lungi pentru supraviețuire, o selecție naturală mai severă decât se credea anterior. Și dacă calea plantelor moderne a fost cu 100 de milioane de ani mai lung, este greu de imaginat câte specii au reușit să apară și să dispară în această perioadă.
Istoria problemei
Studiul istoriei multimilionare a florei pământuluiomenirea o face doar de 200 de ani. Părintele paleobotanicii, omul de știință francez Adolphe-Théodore Brongniart, a scris în 1822 un articol revoluționar pentru întreaga lume a științei despre clasificarea și distribuția plantelor fosile. După 6 ani, a sistematizat toate cunoștințele într-o monografie mare, care a devenit o carte de programe pentru toți biologii din secolul XIX - mijlocul secolului XX.
Se știe aproape încă de pe vremea lui Brongniart că arborii care produc semințe sunt mult mai bătrâni decât florile: au apărut în perioada Paleozoicului târziu, adică acum aproximativ 300 de milioane de ani.
Epoca Paleozoicului târziu acoperă o perioadă de aproximativde la 419 la 252 milioane de ani în urmă și este împărțit în trei perioade geologice: Devonian, Carbonifer și Permian. La începutul perioadei devoniene, ferigile, coada-calului și alte gimnosperme cu o metodă de reproducere foarte simplă și extinsă: sporii erau reprezentanții dominanti ai florei terestre. La sfârşitul perioadei, unele plante au evoluat spre reproducerea sexuală prin seminţe.
Oamenii de știință au găsit mostre de plante primitive înrășină fosilizată sau depozite de turbă. Cursul gândirii științifice depindea de calitatea probelor găsite. Cele mai faimoase trei localități ale plantelor fosile din Paleozoicul târziu sunt:
- Rhynie Chert, Scoția.Plante primitive de aproximativ 411 milioane de ani - cu celule conductoare de apă și sporangi, dar fără frunze formate.
- Districtul Wuda, nord-vestul Chinei. Aici au găsit o mulțime de plante complet conservate, păstrate în turbării, vechi de aproximativ 298 de milioane de ani. Aici s-au găsit predominant și ferigi.
- Heimnitz, Germania.Aici au găsit depozite de plante fosile îmbătrâniteaproximativ 290 de milioane de ani. Fosilele indică faptul că vegetația densă, iubitoare de umiditate, a crescut în timpul perioadei Permian. Dar nici aici nu s-au găsit angiosperme pronunțate.
Un alt motiv pentru cercetarea lui Lamon
Una dintre premisele importante pentru descoperirea lui Byron Lamon a fost 2018 găsi în Jiangsu, China.Aici, un grup de cercetători a găsit fragmente fosilizate ale unei flori. Potrivit experților, vârsta fosilei este de 174 de milioane de ani. De câțiva ani, oamenii de știință au vrut să confirme presupunerea că plantele cu flori au populat Pământul mult mai devreme decât se credea.
Și cu un an înainte, în februarie 2017, o echipă de cercetare din Austria condusă de Jürg Schoenenberger a recreat aspectul uneia dintre primele flori de pe planetă.
Oamenii de știință au studiat caracteristicile fenotipicesute de flori moderne, și-au stabilit trăsăturile comune și, pe baza acestor date, și-au scos la iveală progenitorul. Cel mai mult, strămoșul recreat artificial seamănă cu un crin: are cinci pistiluri răsucite în bucle, zece stamine, mai multe petale și sepale (crinii moderni, de altfel, au trei pistili și șase stamine).
Nanjinganthus dendrostyla
Descendenții primelor flori de pe Pământ
Reprezentanții cătină încă cresc cot la cot cu noi. Sunt într-adevăr puțin ciudate: este imediat clar că au venit din adâncul secolelor.
ține copacul
Arbust neobișnuit:fructele ei, drupe lignificate, arată ca ciupercile umbrelă brune. Celălalt nume este spinul lui Hristos: conform legendei, din acest copac a fost țesută coroana de spini a lui Hristos. Planta este medicinală: un decoct din fructele sale are efecte antiinflamatorii și expectorante. Derzhiderevo poate fi găsit și pe teritoriul Rusiei, în special în regiunile de sud, sud-vest și în Caucaz.
ține copacul
Saherence
Există foarte puține plante de apartament printre cătină:Totuși, seamănă mai mult cu copacii și arbuștii. Dar saherence de ceai este o excepție: poate fi găsit adesea sub formă de bonsai. Această plantă are un trunchi drept, curbat și lăstari noduri care creează o coroană frumoasă asimetrică. De aceea sageretia este aleasa ca arbore de casa.
ceai de Sageretia
Dar cătină.atât de asemănătoare cu desenele din cartea lui Brongniard şidescoperirile din nordul Chinei au puțină legătură cu cătină antică. Aparține genului de plante din familia vinzilor (Elaeagnaceae). Dar, datorită asemănării cu rămășițele vechi fosilizate, cel mai comun tip de acest arbore fructifer a fost numit cătină.
Citeste mai mult:
Avionul spațial va livra marfă către ISS și va ateriza pe un „aeroport” obișnuit
Steaua s-a apropiat de gaura neagră și a fost ruptă: oamenii de știință au observat acest lucru de la trei telescoape
Oamenii de știință au găsit urme de mutații genetice în sângele fiecărei persoane care a fost în spațiu