Новый вид древнего растения показывает эволюционный процесс с другой стороны

Изобилие цветов, сосновых шишек и желудей, связанных ветром, дождем, насекомыми и животными, обеспечивает репродуктивное будущее семян растений. Но прежде чем растения достигли этих сложных специализаций для размножения, они прошли миллионы лет эволюции. Теперь исследователи мельком увидели этот эволюционный процесс с открытием нового древнего вида растений. Окаменелый образец, вероятно, принадлежит травянистым баринофитам, необычной вымершей группе растений, которые могут быть связаны с клубничными растениями, и является одним из наиболее полных примеров, по-видимому, промежуточной стадии репродуктивной биологии растений. Новый вид, которому около 400 миллионов лет и который относится к периоду раннего девона, перенес споры ученых в несколько иной спектр. «Обычно, когда мы видим, что гетероспористые растения появляются в отчете окаменелостей, они просто как бы появляются. Мы думаем, что это может быть своего рода снимком этого очень редко встречающегося переходного периода в истории эволюции, когда вы видите значительные различия между спорами в репродуктивной структуре» , - пояснил старший автор исследования, Эндрю Лесли , доцент кафедры геологических наук в Стэнфордской школе наук о Земле, энергии и окружающей среде (Stanford Earth). Один из самых важных периодов времени для развития наземных растений - девонский, засвидетельствовал диверсификацию от маленьких мхов до высоких сложных лесов. Развитие различных размеров спор или гетероспор представляет собой серьезную модификацию для контроля размножения - особенность, которая впоследствии превратилась в маленькие и большие версии этих репродуктивных единиц. «Подумайте обо всех различных типах половых систем в цветах - все это основано на наличии отдельных маленьких спор или пыльцы и больших спор, которые находятся внутри семян» , - сказал Лесли . «С двумя классами дискретного размера это более эффективный способ упаковки ресурсов, потому что большие споры не могут перемещаться так же легко, как маленькие, но могут лучше питать потомство». Самые ранние растения, от 475 миллионов до 400 миллионов лет назад, испытывали недостаток в репродуктивной специализации в том смысле, что они производили споры тех же типов, которые затем превращались в маленькие ростки, которые фактически переносили репродуктивные клетки. Исследователи утверждают, что благодаря разделению репродуктивных ресурсов растения приобрели больший контроль над размножением. Новый вид вместе с ранее описанной группой растений Chaleuria того же возраста представляет собой первое свидетельство более совершенной репродуктивной биологии у наземных растений. Следующий пример появляется в летописи окаменелостей лишь около 20 миллионов лет спустя. «Эти виды окаменелостей помогают нам определить, когда и как именно растения достигли такого разделения своих репродуктивных ресурсов» , - сказал Лесли . «Сам конец этой эволюционной истории специализации - это нечто вроде цветка». Исследователи начали анализ окаменелостей после того, как они были сохранены в коллекциях в Смитсоновском национальном музее естественной истории в течение десятилетий. Около 30 маленьких кусочков породы, первоначально раскопанных из формации Кэмпбеллтон в Нью-Брансуике в Канаде покойным палеоботаником и соавтором исследования Фрэнсисом Хьюбером, выявили более 80 репродуктивных структур или спорангиев. Сами споры имеют диаметр от 70 до 200 микрон. В то время как некоторые структуры содержали исключительно большие или маленькие споры, другие содержали только споры среднего размера, а другие содержали весь диапазон размеров спор - возможно, с некоторыми производящими сперму и другими яйцеклетками. «Редко можно получить столько спорангиев с хорошо сохранившимися спорами, которые вы можете измерить» , - сказал Лесли . «Нам просто повезло, как они были сохранены». Ископаемые и современные гетероспористые растения в основном живут в условиях водно-болотных угодий, таких как поймы и болота, где оплодотворение крупных спор наиболее эффективно. Древний вид, который будет формально описан в последующей статье, имеет смесь спор, которая не похожа ни на что живущее сегодня, сказал Лесли. «Всеобъемлющая история воспроизводства наземных растений связана с растущим разделением труда, специализацией и сложностью, но это должно начаться где-то - и началось с простого производства маленьких спор и больших спор» , - сказал Лесли . «С такими видами окаменелостей мы можем определить, каким образом растения смогли это сделать».