05 декември 2022
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Защо папратите останаха след удара на астероида, убил динозаврите

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 30 август 2022 в 00:01 23490
Папратите са се възстановили много по-бързо от другите растения след удара на метеора, който е унищожил динозаврите.

Един странен пласт във фосилните летописи съдържа доказателства, че след масовото измиране, завършило периода креда и ерата на динозаврите, популациите на папратите са се увеличили. Учените искат да разберат защо.

Според най-новата хипотеза вероятно е бил топъл пролетен ден в Северното полукълбо, когато астероидът, довел до смъртта на динозаврите, се е врязал в Земята преди около 65 милиона години. В последвалата огнена буря и т.нар. ударна зима (аналог на "ядрената зима") буйните и високи иглолистни гори, характерни за креда, изчезват и в продължение на около десетилетие има само студ и мрак.

Дори и след като светлината се завърнала, животът си проправил път обратно едва след хиляди години, което довело до началото на нова ера, доминирана от днешните бозайници и цъфтящи растения.

Учените могат лесно да открият това масово измиране в геоложкия запис благодарение на тънък слой бледи скали, обогатени с иридий - химичен елемент, освобождаван при удари на астероиди, който разделя скалите от двата периода.

Но от 70-те години на миналия век геолозите отбелязват и съществуването на друг слой, точно над богатия на иридий, който съдържа "много, много, много и много фосилни спори на папрати" и не много други, разказва Елън Кърано (Ellen Currano), палеоботаник в Университета на Уайоминг. "Виждаме много малко иглолистни или покритосеменни растения или нещо подобно", допълва тя, което кара изследователите да нарекат слоя папратов разцвет (пик).

Папратите не се съхраняват по-добре във фосилните записи, отколкото други видове растения, така че бумът на тяхното изобилие през вековете след удара на астероида предполага, че "... заради нещо в папратите, те са се справили добре в тези условия", обяснява Кърано.

Няколко хипотези обясняват този скок. Папратите са издръжливи и често първи пробиват полетата от лава например, а спорите им - които са по-малки от прашинка и са способни да се разпръскват на огромни разстояния - могат да останат неактивни в продължение на десетилетия.

И за разлика от много дървета, които не могат да се възстановят само от корените си, папратите се възстановяват след повреди на повърхността благодарение на подземните си стъбла, наречени ризоми, които може да са били изолирани от пожарите на повърхността.

Въпреки тези предположения "никой никога не си е направил труда да разбере от биологична гледна точка за какво става дума в този разцвет", отбелязва Емили Сеса (Emily Sessa), специалист по еволюционна биология на растенията от Университета на Флорида.

Сега Сеса, Кърано и техните колеги може би ще имат възможност да го направят. През 2019 г. НАСА финансира изследователското предложение на групата като част от интереса на агенцията да проучи как организмите реагират на екстремни условия, включително такива, настъпили по време на масовите измирания на Земята.

Сеса и Ярмила Питърман (Jarmila Pittermann), екофизиолог по растенията в Калифорнийския университет (UC), Санта Круз, използват оранжерия, за да създадат условия, подобни на тези в периода Креда, и в определен момент ще предизвикат симулиран удар на метеорит. Нищо неподозиращите растения в помещението включват покритосеменни, голосеменни и папрати в двата им жизнени етапа: големия, разпознаваем спорофит и много по-малкия, подобен на мъх гаметофит.

Зиготата се развива от проталуса (папратовия гаметофит). Той нараства с помощта на митоза и се развива в младо папратово растение. Кредит: George Shepherd

В екип Кърано и Реган Дън (Regan Dunn), палеоеколог от музея в Лос Анджелис, издирват музейни образци и пътуват до известни фосилни находища от периода на масовото измиране през креда – терциер (K-Pg) в Колорадо, Монтана и Уайоминг, за да сравнят оранжерийните растения с вкаменени листа и спори на папрати от времето на иридиевата аномалия и папратовия пик.

"Най-общо казано, има три начина за изучаване на миналото: Може да четете директно от фосилния запис, да търсите съвременни аналози в заобикалящия ни свят или да използвате експериментален подход за симулиране на събитието", обяснява Джонатан Уилсън (Jonathan Wilson), палеоботаник в колежа Хавърфорд в Пенсилвания, който преди е сътрудничил с Питерман, но не участва в настоящата работа.

Този проект, посочва той, "е изключително новаторски подход към подобно голямо събитие", защото включва и трите. "Мисля, че това ще ни помогне да подготвим почвата за бъдещи експерименти".

Микрография на фрагмент от листна кутикула, показваща епидермални клетки (групирани) и спора на папрат (долу вдясно) от K-Pg обект в южната част на Колорадо. Кредит: Regan Dunn

Реконструирането на условията на околната среда преди удара на астероида също отнема време и огромен набор от палеоклиматична литература. Засега Питърман отглежда растенията в оранжерията в Санта Круз при приблизително 25 °C през деня и 17 °C през нощта, като поддържа висока влажност на въздуха и 1000 частици въглероден диоксид на милион. Тази първа фаза продължава вече няколко месеца и наскоро екипът събра първата си партида данни, включително времето и степента на покълване на спорите, растежа на растенията, клетъчната морфология и метаболитите.

Разбира се, добрите дни на този мини-Креда период са преброени. Скоро ще удари астероидът. Оранжерията ще бъде покрита с брезенти, за да се блокира по-голямата част от светлината, а температурата ще падне до под 10 °C. Лаборант периодично ще боядисва листата на растенията с разреден разтвор на сярна киселина, за да имитира киселинен дъжд. (Екипът не може да рискува чувствителното оборудване за наблюдение да се повреди от пулверизирането, така че всичко ще трябва да се прави на ръка, обяснява Питерман). Сеса провежда подобен експеримент в растежни камери в лабораторията си във Флорида, като се фокусира върху по-малките гаметофити.

Междувременно Кърано и Дън ще използват комбинирания си опит, за да свържат резултатите с това, което се вижда във фосилните записи. Кърано изтегля редки вкаменелости на листа от папрат от музейни колекции, за да ги сравни с пробите от оранжерията, докато Дън използва разработен от нея преди това заместител, основан на микроскопски анализи на морфологията на листата, за да оцени количеството светлина, което е получавало вкамененото растение, когато е било живо. Резултатите са предварителни, но Дън заявява пред The Scientist, че нейният подход изглежда регистрира промени в нивата на светлината в короните на дърветата непосредствено преди слоя, богат на иридий, и непосредствено след него - модел, който би могъл да съответства на екологичните ефекти от въздействието.

Елън Кърано и Алекс Баер проверяват растения в оранжерия в Калифорнийския университет в Санта Круз. Кредит: Regan Dunn

Допълнително се отчита и фактът, че макар древните растителни линии да съществуват и днес, не е ясно дали оранжерийните растения ще реагират така, както техните предшественици са реагирали преди 65 милиона години. Въпреки това изследователите смятат, че основните аспекти на растителната биология, включително тази на папратите, са останали до голяма степен непроменени от кредата насам.

"Когато разглеждаме нещо като K-P (масовото измиране през креда – терциер), то всъщност е идеално събитие за изучаване, защото имаме чувството, че познаваме героите", споделя Уилсън. "Така че то е особено подходящо за този вид подход."

Работата може един ден да помогне на учените от НАСА, които планират извънземни цели: Ако папратите са достатъчно издръжливи, за да преживеят едно от петте най-големи масови измирания, те могат да бъдат и първата стъпка към тераформирането на Марс например. Проектът би могъл да допринесе и за осветляване на биологията на папратите, за която се знае толкова малко.

"Като цяло, ако зададете какъвто и да е въпрос, който можете да си представите за екологията или еволюцията на растенията, има вероятност отговорът при папратите да е: "Не знаем" или "Трябва да научим повече", отбелязва Сеса. "Това ги прави наистина интересна група за работа."

Източник: Why Did Ferns Persist When All Other Plants Perished? The Scientist


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.