Загадочное ископаемое растение принадлежит к давно исчезнувшему семейству

Фото из открытых источников

В 1969 году окаменелые листья вида Othniophyton elongatum, что переводится как «инопланетное растение», были обнаружены в восточной части штата Юта. Первоначально ученые предполагали, что вымерший вид мог принадлежать к семейству женьшеневых (Araliaceae). Однако дело, которое когда-то было закрыто, теперь пересматривается. Новые ископаемые образцы показывают, что Othniophyton elongatum еще более странный, чем ученые думали изначально.

Стивен Манчестер, куратор палеоботаники в Музее естественной истории Флориды, несколько лет изучал окаменелости возрастом 47 миллионов лет из Юты. Во время посещения коллекции палеоботаники Калифорнийского университета в Беркли он наткнулся на неопознанную и необычно хорошо сохранившуюся растительную окаменелость, собранную в той же местности, что и листья Othniophyton elongatum.

Манчестер является соавтором нового исследования, в котором он и его коллеги показали, что листья, о которых идет речь, принадлежат уникальному растению с необычными цветами и плодами. Результаты опубликованы в журнале Annals of Botany.

Тщательное наблюдение показало, что окаменелости 1969 года и те, которые позже изучались Манчестером в Калифорнийском университете в Беркли, принадлежали к одному и тому же виду растений. Но листья, плоды и цветы, прикрепленные к древесному стеблю окаменелостей из Беркли, не были похожи на листья, плоды и цветы других растений семейства женьшеневых, к которому этот вид был изначально отнесен.

«Эта окаменелость редка, поскольку на ней есть веточка с прикрепленными плодами и листьями. Обычно их находят отдельно», — сказал Манчестер.

Авторы тщательно проанализировали физические особенности старых и новых ископаемых, а затем методично искали любое семейство живых растений, к которому они могли бы принадлежать. Сегодня существует более 400 разнообразных семейств цветковых растений, но авторы не смогли сопоставить странный набор особенностей ископаемых ни с одним из них.

Сопротивляясь желанию аккуратно отнести малоизвестный экземпляр к живущей группе, команда затем занялась поисками вымерших семейств, к которым он мог принадлежать, но снова ничего не нашла.

Авторы говорят, что их результаты подчеркивают то, что может быть распространенной проблемой в палеоботанике. Во многих случаях вымершие растения, существовавшие менее 65 миллионов лет назад, помещаются в современные семейства или роды — таксономические группы, находящиеся непосредственно над уровнем отдельных видов. Это может привести к искаженной оценке биоразнообразия в древних экосистемах.

«Есть много вещей, относительно которых у нас есть веские доказательства, позволяющие отнести их к современному семейству или роду, но не всегда эти вещи можно втиснуть в рамки», — сказал Манчестер.

Окаменелости были обнаружены в формации Грин-Ривер около города-призрака Рэйнбоу на востоке штата Юта. Примерно 47 миллионов лет назад эта область представляла собой тектонически активную, массивную внутреннюю озерную систему, которая обеспечивала идеальные условия для сохранения окаменелостей. Низкокислородные осадочные отложения озер и ливни вулканического пепла замедлили разложение многих рыб, рептилий, птиц, беспозвоночных и растений, что позволило некоторым из них сохраниться в удивительных деталях.

Исследователи, изучавшие оригинальные окаменелости листьев этого вида, имели очень мало материала для работы. Без цветов, плодов или ветвей они были ограничены анализом формы и рисунка жилок листьев. Основываясь на расположении, исследователи предположили, что это может быть один лист, состоящий из нескольких более мелких листочков. Этот тип сложного листа является определяющей чертой нескольких растений семейства женьшеневых.

Однако новые окаменелости имели листья, прикрепленные непосредственно к стеблям, что рисовало совершенно иную картину того, как когда-то выглядело растение.

«Две веточки, которые мы нашли, демонстрируют один и тот же тип прикрепленных листьев, но они не сложные. Они простые, что исключает возможность того, что это может быть что-то из этого семейства», — сказал Манчестер.

Ягоды окаменелости исключили такие семейства, как злаки и магнолии. Цветы действительно напоминали некоторые современные группы, но другие особенности исключали и их. Даже имея в своем репертуаре такую нетронутую окаменелость, исследователи остались с большим количеством вопросов, чем раньше.

Озадаченная, команда отложила окаменелость на несколько лет. Затем Флоридский музей нанял куратора искусственного интеллекта, который установил новую рабочую станцию микроскопии. При просмотре через мощный объектив цифрового микроскопа и компьютерное освещение с эффектом тени авторы смогли увидеть тонкие особенности, которые они пропустили во время предыдущих наблюдений.

Сосредоточившись на мельчайших плодах окаменелости, они смогли увидеть микроотпечатки, оставленные их внутренней анатомией, включая особенности маленьких развивающихся семян.

«Обычно мы не ожидаем увидеть подобные следы в окаменелостях такого типа, но, возможно, мы упускаем это из виду, поскольку наше оборудование не улавливает такой тип топографического рельефа», — сказал Манчестер.

Одной из самых странных недавно обнаруженных особенностей растения были его тычинки, мужские репродуктивные органы цветка. У большинства видов растений после оплодотворения цветка тычинки отделяются вместе с лепестками и остальными частями цветка, которые больше не нужны для размножения.

«Обычно тычинки отпадают по мере развития плода. А эта штука кажется необычной тем, что она сохраняет тычинки в то время, когда плоды созревают, а семена готовы к распространению. Мы не видели ничего подобного ни в чем современном», — сказал Манчестер.

Исключив все современные семьи, они сравнили черты с вымершими семьями. И снова не было найдено никаких совпадений.

Ведущий автор исследования Джулиан Корреа-Нарваэс из Университета Флориды сыграл важную роль в сборе информации для идентификации окаменелостей. «Это важно, потому что это дает нам небольшую подсказку о том, как эти организмы развивались и адаптировались в разных местах», — сказал он.

Семейства растений могут содержать поразительное количество разнообразия. Такие, казалось бы, несопоставимые растения, как ядовитый плющ, кешью и манго, относятся к одному семейству, как и более 800 других видов. Неясно, сколько разнообразия в этой загадочной вымершей группе было утрачено со временем.

Это не единственный загадочный вид, который вышел из формации Грин-Ривер. Похожие ситуации возникали, когда ископаемые растения из этой местности удивляли исследователей, что приводило к открытию других вымерших групп. «В книге, опубликованной в 1969 году, есть все эти интересные тайны, которые остаются», — сказал Манчестер.

Благодаря цифровому доступу к музейным образцам с помощью таких инструментов, как iDigBio, исследователи могут продолжать изучать и понимать естественную историю эволюции растений.