Пыльца времени: микроскопические зерна раскрывают тайну ранних цветковых растений
Исследовательская группа из Ганноверского университета имени Лейбница (LUH) и Боннского университета совершила значительный прорыв в изучении эволюции цветковых растений (покрытосеменных), используя микроскопические пыльцевые зерна. Эти частицы, размер которых обычно не превышает 20 микрометров, позволили ученым уточнить время появления эвдикотовых (двудольных) растений, отодвинув его на 2 миллиона лет раньше, чем считалось до сих пор.
До этого исследования общепринятой датой появления эвдикотовых покрытосеменных считался период около 121 миллиона лет назад. Однако анализ осадочных отложений из Лузитанского бассейна в Португалии показал, что эти растения существовали уже 123 миллиона лет назад (нижний меловой период). Это открытие стало возможным благодаря изучению окаменелой пыльцы, сохранившейся в прибрежных морских отложениях.
Для обнаружения и идентификации пыльцы ученые применили флуоресцентную микроскопию, которая позволила выявить редкие зерна, характерные для покрытосеменных. Четыре микроископаемых образца были определены как трехбороздные пыльцевые зерна — тип, который сегодня производят около 72% современных цветковых растений. Трехбороздная структура, имеющая три характерные бороздки на внешней стенке, является ключевым морфологическим признаком, подтверждающим принадлежность к эвдикотам.
Для точного датирования отложений исследователи использовали изотопный анализ стронция в окаменелых раковинах моллюсков. Поскольку раковины состоят из карбоната кальция, они сохраняют химическую сигнатуру морской воды того времени, когда формировались. Сравнение изотопного состава с глобальными референтными кривыми позволило установить возраст отложений с высокой точностью. Этот метод оказался надежнее традиционного биостратиграфического подхода, основанного на анализе ископаемых остатков.
Появление цветковых растений стало одним из ключевых событий в истории жизни на Земле. Как отметил профессор Ульрих Хаймхофер, они радикально изменили биологическое разнообразие планеты. Однако происхождение покрытосеменных остается загадкой, которую Чарльз Дарвин назвал «ужасной тайной». Неясно, какие факторы — тектонические процессы, климатические изменения или другие биологические механизмы — сыграли решающую роль в их возникновении.
Новые данные также указывают на возможное более широкое распространение ранних покрытосеменных в средних широтах, вопреки прежним представлениям об их исключительно тропическом происхождении. Это открытие может изменить существующие модели эволюции растительного мира.
Разработанный учеными комбинированный подход — сочетание изотопного датирования и высокоточной микроскопии — открывает новые возможности для изучения древних экосистем. Он позволяет не только уточнять возраст ископаемых остатков, но и глубже понимать процессы видообразования и адаптации растений в далеком прошлом.
Исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, представляет собой важный шаг в реконструкции эволюционной истории Земли. Оно не только пересматривает временные рамки появления цветковых растений, но и предлагает новые методы для будущих палеоботанических изысканий.