Стародавні каліфорнійські копалини розкривають секрети виживання предків

Стародавня викопна рослина віком 80 мільйонів років переписує історію ламіїд, показуючи, що ці квіткові рослини, включно з основними культурами, виникли раніше, ніж вважалося раніше, і припускаючи, що складні тропічні ліси могли існувати 80 мільйонів років тому. Відкриття викопної рослини віком 80 мільйонів років відсуває відоме походження ламіїд до крейдяного періоду, розширюючи записи про майже 40 000 видів квіткових рослин, включаючи такі сучасні основні культури, як кава, помідори, картопля та м’ята.

Брайан Аткінсон, доцент кафедри екології та еволюційної біології в Університеті Канзасу та куратор палеоботаніки в Інституті біорізноманіття KU, нещодавно опублікував дослідження викопної рослини під назвою Palaeophytocrene chicoensis у рецензованому журналі Nature Plants .

«Ця скам’янілість говорить нам про дуже різноманітну групу квіткових рослин, які виникли до нашого початкового розуміння», — сказав Аткінсон. «Скам’янілість належить до групи ліан, які є деревними ліанами, які додають структурної складності дощовим лісам. Це показує нам, що ця група квіткових рослин з’явилася дуже рано в літописі скам’янілостей. Були деякі гіпотези, що вони існували в крейдяний період, але не було чітких доказів. Це чудовий показник того, що структурно складні тропічні ліси сучасного типу могли існувати ще 80 мільйонів років тому».

За словами дослідника KU, викопні фрукти проливають нове світло на «критичний проміжок» в історії життя на Землі.

«Це час, коли ліси переходять від домінування голонасінних, таких як хвойні, до домінування квіткових рослин», — сказав Аткінсон. «Ми знаємо, що ці екологічні зміни відбулися під час пізньої крейди, але нам все ще потрібні важливі докази, наприклад, як сформувалися певні екосистеми, такі як тропічні ліси, які сьогодні складають більш ніж половина видів рослин, які живуть сьогодні. Ця скам’янілість показує, що ця різноманітна група рослин, ламіїд, була старшою, ніж вважалося раніше, і крейдяні екосистеми на західному узбережжі Північної Америки, можливо, нагадували структурно складні тропічні ліси».

Добре збережена скам’янілість була розкопана в 1990-х роках будівельними бригадами, які будували житло поблизу Гранітної затоки в Сакраменто, Каліфорнія. Знаходячись у відкладеннях формації Чіко, пов’язаної з кампанським періодом (п’ятий із шести віків епохи пізньої крейди), скам’янілість була зібрана Річардом Хілтоном і Патріком Антуцці з коледжу Сьєрра та розміщена в їх музеї природознавства.

«Я витратив сім років на пошуки цих речей [крейдових ламіїд], і я не міг їх знайти», — сказав Аткінсон. «Я збирав і вивчав рослини крейдяного періоду на Західному узбережжі, щоб краще зрозуміти еволюцію квіткових рослин. Хтось сказав: «О, вам варто заглянути в Музей природної історії коледжу Сьєрра», оскільки я не міг з ними зв’язатися. Вони із задоволенням запросили мене подивитися на їхню колекцію викопних рослин, і я був просто вражений різноманітністю рослин, які ці хлопці змогли викопати в цьому житловому комплексі».

Лише тоді, коли Аткінсон побачив викопну рослину, знайдену десятиліттями тому з будівельного майданчика, було зрозуміло потенційне значення зразка.

«Коли я відкрив цю шухляду, я помітив цей фрукт зі справді вражаючими візерунками на його поверхні», — сказав дослідник KU. «Я одразу впізнав, що він належить до сімейства ламіїд під назвою Icacinaceae, яке добре відоме в молодших посткрейдових відкладеннях після масового вимирання. Це всюди. Але раніше не було чітко відомих скам’янілостей, які належали б до цієї родини. І я подумав: «Боже мій, ось воно!» Знаєте, це сімейство рослин має саме такі вражаючі плоди».

Щоб підтвердити свою думку про скам’янілість, Аткінсону потрібно було придивитися ближче. Він вивчав структуру викопного фрукта за допомогою світлової мікроскопії, що дозволило йому створити чудові фотографії зразка. Вивчаючи його розташування хребтів, ямок, рядів і горбків, дослідник KU міг провести порівняння з раніше описаними скам’янілостями, щоб правильно розташувати його в межах генеалогічного дерева. Робота кинула виклик Аткінсону, оскільки він ніколи не описував «компресійну скам’янілість» такого роду.

«Я звик працювати над скам’янілостями, які зберігаються в іншому режимі, який називається «мінералізація», — сказав Аткінсон. «Це моя перша стаття про скам’янілість під час стиснення, і це було трохи нервово, оскільки ми працювали в іншому типі збереження, ніж ви звикли. Зображення — це зовсім інший процес — я радий, що все вийшло так добре».

Віднісши викопну рослину до роду Palaeophytocrene, Аткінсон назвав вид chicoensis на честь формації Чіко, де вона була знайдена.

«Я просто назвав його на честь утворення, з якого його витягли», — сказав він. «Частиною моєї роботи є придумати наукові назви для нових видів, які я описую, але я не настільки творчий у цьому — зазвичай я шукаю місце, де вони були виявлені. Це ім’я вже прийнято?»

Якщо назва викопного фрукта банальна, то його значення ні. Дослідник KU сказав, що отримані дані допомагають встановити, що одна з найрізноманітніших груп квіткових рослин пережила катаклізм, який убив динозаврів, щоб еволюціонувати у тисячі знайомих сучасних видів, включаючи життєво важливі харчові культури для людства.

«Мої дослідження передбачають глибоке розуміння того, як виникло сучасне біорізноманіття — і, можливо, як воно буде в майбутньому зі зміною клімату», — сказав Аткінсон. «Я намагався охарактеризувати ці еволюційні події квіткових рослин у крейдяний період, коли різноманітність цих рослин просто вибухнула. Крейдяний літопис ламіїд було важко встановити, але я знав, що ці скам’янілості мали бути. Західне узбережжя Північної Америки має недостатню кількість проб для крейдяних рослин порівняно із західним внутрішнім і східним узбережжями Північної Америки. Розширюючи нашу вибірку географічно, ми будемо знаходити все більше і більше рослин, які допоможуть нам зрозуміти диверсифікацію крейдяного періоду, яка призвела до сучасного біорізноманіття».