17 октомври 2021
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Растенията се усложняват на два еволюционни скока с пауза от 250 милиона години

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 20 септември 2021 в 00:01 43280
Цвят на африканска лилия (Agapanthus africanus) на съставни части. Според нова класификация на сложността на растенията, африканската лилия има 12 вида части в репродуктивната си структура, някои от които са в семената или вътре в яйчника и не са изобразени тук. За сравнение, типичната папрат има една репродуктивна част. Кредит: Andrew Leslie

Проучване, ръководено от Станфордския университет, разкрива, че вместо да еволюират постепенно в продължение на стотици милиони години, сухоземните растения претърпяват голяма диверсификация в два драматични пика през 250 милиона години. Първият се е случил в началото на историята на растенията, давайки начало на появата на семената, а вторият се бележи от бума на разнообразие на цъфтящите растения.

Изследването използва нов, но прост метод за измерване и класифициране на сложността на растенията въз основа на разположението и броя на основните части в техните репродуктивни структури, а те при цъфтящите растения са цветовете. Макар учените отдавна предполагат, че растенията стават по-сложни с появата на семената и цветовете, новите открития, публикувани в Science, предлагат представа за времето и мащабът на тези промени.

„Най-изненадващото е този вид застой, това плато в сложността след първоначалната еволюция на семената и след това пълната промяна, която се случва, когато цъфтящите растения започнаха да се диверсифицират“, отбелязва водещият автор на изследването Андрю Лесли (Andrew Leslie), асистент по геологически науки във факултета по науки за Земята, енергетика и околна среда в Станфорд (Stanford Earth). "Репродуктивните структури изглеждат различно във всички тези растения, но всички те имат приблизително еднакъв брой части по време на този период на застой".

Необичайно сравнение

Цъфтящите растения са по-разнообразни от всяка друга група растения, те произвеждат цветове, миризми и форми, които дават храна на животните и радват сетивата. Те са и сложни: венчелистчета, тичинки и плодници се преплитат в точно разположение, за да примамят опрашителите и да ги подведат да разпространяват прашец от едно цвете на друго.

Тази сложност затруднява учените да сравняват цъфтящите растения помежду им в сравнение с растенията с по-прости репродуктивни системи като папрати или някои иглолистни дървета. В резултат на това ботаниците отдавна се фокусират върху характеристиките в семейните групи и обикновено изучават еволюцията в нецъфтящите растения отделно от техните по-сложни цъфтящи роднини.

Лесли и неговите съавтори преодоляват тези различия, като създават система, която класифицира броя на различните видове части в репродуктивните структури само въз основа на наблюдение. Всеки вид е оценен според броя на частите, които има, и степента, до която се показва групирането на тези части. Те категоризират около 1300 вида сухоземни растения отпреди около 420 милиона години до наши дни.

"Това разказва доста проста история за репродуктивната еволюция на растенията по отношение на форма и функция: Колкото повече функции имат растенията и колкото по-специфични са те, толкова повече части имат", обяснява Лесли. "Това е полезен начин да се осмислят широкомащабните промени, обхващащи цялата история на растенията".

От шубраци до цветя

Когато наземните растения за първи път се диверсифицират в ранния девон преди около 420–360 милиона години, Земята е била с по-топъл климат, лишена от дървета или сухоземни гръбначни животни. Паякообразни като скорпиони и акари са бродили по земята сред ниски редки растения, а най-високият сухоземен организъм е била 6-метрова гъба, наподобяваща ствол на дърво. След девона в животинския свят настъпват огромни промени: сухоземните животни еволюират до големи размери и по-разнообразни диети, насекомите се диверсифицират, появяват се динозаври - но растенията нямат значителни промени в сложността на размножаването си, докато не се появяват цветята.

Кредит: DOI: 10.1126/science.abi6984

"Опрашването от насекоми и разпръскването на семена от животните може да са се появили още преди 300 милиона години, но едва през последните 100 милиона години тези наистина сложни взаимодействия с опрашителите предизвикват тази свръхвисока сложност при цъфтящите растения", разказва Лесли. "Имало е толкова дълъг период от време, в който растенията са можели да взаимодействат с насекомите по начина, по който цъфтящите растения го правят сега, но не са постигнали същата степен на сложност".

В късната креда, преди около 100 до 66 милиона години, Земята прилича повече на планетата, която познаваме днес, но без цъфтящите дървета и храсти. Вторият изблик на сложност е по-драматичен от първия, подчертавайки уникалната природа на цъфтящите растения, разказва Лесли. Този период дава началото на растения като пасифлората, която има 20 различни вида части, повече от два пъти броя, открит в нецъфтящи растения.

Кредит: DOI: 10.1126/science.abi6984

Изследователите са класифицирали 472 живи вида, част от които Лесли събира в и около кампуса на Станфорд и просто разделя и преброява техните репродуктивни органи. Анализът включва васкуларни (висши) растения - тоест всички растения, с изключение на мъхове и няколко примитивни растения, които нямат поддържаща тъкан за провеждане на вода и минерали.

"В тази статия твърдим, че тази класификация просто отразява тяхното функционално разнообразие", отбелязва Лесли. "Това е просто разделение на труда, за да бъдат по-ефективни в това, което трябва да изпълняват".

Справка: Reproductive innovations and pulsed rise in plant complexity, Science (2021). DOI: 10.1126/science.abi6984

Източник: Plants evolved complexity in two bursts—with a 250-million-year hiatus
Stanford University


Препоръчани материали

Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Новини
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.