Зерна пыльцы свидетельствуют, что цветы растут на Земле уже 123 миллиона лет

Фото из открытых источников

Они очень маленькие, но они являются ключевым источником информации, когда речь идет об эволюционной истории Земли: пыльцевые зерна обычно не больше 20 микрометров или 0,02 миллиметра. Используя эти крошечные частицы, исследовательская группа из Ганноверского университета имени Лейбница (LUH) и Боннского университета сумела гораздо точнее определить самое раннее появление цветковых растений, так называемых покрытосеменных. Новое исследование было опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences

Хотя до сих пор предполагалось, что двудольные цветковые растения (эвдикотиледоновые) впервые появились около 121 миллиона лет назад, теперь исследователи смогли использовать новые данные, чтобы доказать, что цветковые растения уже существовали по крайней мере на 2 миллиона лет раньше.

Согласно существующим исследованиям, самые первые наземные растения появились в ордовикский геологический период, примерно 485–444 миллиона лет назад. Сначала были мхи, затем папоротники, гинкго и хвойные. Цветковые растения — теперь самая разнообразная группа наземных растений — появились только спустя более 300 миллионов лет.

Исследователи теперь идентифицировали самую древнюю пыльцу, произведенную эвдикотовыми цветковыми растениями в осадочных последовательностях из Португалии. Вместе со своей командой профессор Ульрих Хаймхофер из Института наук о системах Земли LUH и Джулия Гравендайк из Боннского института органической биологии в Боннском университете идентифицировали окаменелую пыльцу покрытосеменных растений из прибрежных морских отложений, отложенных в Лузитанском бассейне в Португалии. Они датировали эти отложения примерно 123 миллионами лет назад.

Как развились цветковые растения и из каких растений, остается неясным. Однако фактом считается то, что покрытосеменные оказали длительное влияние на развитие жизни на нашей планете. Они значительно обогатили разнообразие видов на Земле.

«Появление цветковых растений значительно изменило биологическое разнообразие», — сказал профессор Хаймхофер. «Но где именно и когда началось это развитие, было загадкой, которую Дарвин уже назвал «отвратительной тайной», — сказал Грейвендайк. До сих пор неясно, какое влияние оказали тектонические процессы плит и крупномасштабные климатические изменения в качестве потенциальных драйверов развития покрытосеменных.

Исследованные пыльцевые зерна происходят из осадочных слоев, отложившихся в мелководном океане более 100 миллионов лет назад. Реки, несущие растительный материал, а также пыльцевые зерна, впадали в этот водоем. Последовательности осадочных пород обычно датируются с помощью окаменелостей.

Для обнаружения специфической пыльцы в образцах осадка исследовательская группа сначала использовала сильный флуоресцентный сигнал редкой пыльцы покрытосеменных растений. С помощью лазерной сканирующей микроскопии высокого разрешения четыре отдельных микроископаемых были идентифицированы как трехбороздные пыльцевые зерна.

Трехбороздный относится к морфологии зерен, которые демонстрируют три небольшие бороздки на своей внешней стенке. Сегодня около 72% живых видов покрытосеменных производят трехбороздную пыльцу. На основании их характерной трехбороздной конфигурации зерна были классифицированы как происходящие от цветковых растений.

Окаменелые ракушки из того же слоя осадка также были исследованы с помощью анализа изотопов стронция. Раковины, которые состоят из карбоната кальция, хранят химическую сигнатуру морской воды в то время, когда они были сформированы. В результате сигнатура изотопов стронция окружающей морской воды также архивируется в ракушке.

Затем это можно сравнить с существующими опорными кривыми для датирования образования морских раковин. Возраст, определенный таким образом для мелководных морских отложений, гораздо точнее, чем традиционное датирование возраста с использованием ископаемых.

Объединив датирование окаменелых ракушек с помощью изотопов стронция и биостратиграфическую информацию, исследователи не только отодвинули самое раннее известное появление трехбороздной пыльцы примерно на два миллиона лет назад, но и предоставили самые точные и надежные доказательства первого появления двудольных цветковых растений, так называемых эвдикотиледоновых.

Палеогеографическое положение Лузитанского бассейна позволяет предположить, что ранние формы покрытосеменных растений, которые, как предполагается, развились в тропиках, возможно, были более распространены в средних широтах, чем считалось ранее.

С точки зрения исследовательской группы, новый подход может послужить основой для улучшенного датирования ископаемых остатков растений и позволит лучше понять происхождение и разнообразие покрытосеменных растений.