Растения колонизировали Землю в середине кембрийского периода

В течение первых четырех миллиардов лет истории Земли континенты нашей планеты были лишены всякой жизни, кроме микробов.

Все это изменилось с происхождением наземных растений из воды, озеленением континентов и созданием мест обитания, которые впоследствии были освоены животными.

Сроки этого периода ранее опирались на самые старые ископаемые растения, которым было около 420 миллионов лет.

Новые исследования, опубликованные сегодня в журнале «Труды Национальной академии наук», показывают, что эти события на самом деле произошли на сто миллионов лет раньше, изменив восприятие эволюции биосферы Земли.

Растения являются основными источниками химического выветривания континентальных пород, ключевым процессом в углеродном цикле, который регулирует атмосферу и климат Земли в течение миллионов лет.

Команда ученых использовала методологию «молекулярных часов», которая объединяла доказательства генетических различий между живыми видами и ископаемыми в эпоху их общих предков, чтобы установить эволюционные временные рамки, и тем самым исключить пробелы в летописи окаменелостей.

Д-р Дженнифер Моррис из Школы наук о Земле Университета Бристоля и автор совместного исследования объяснила: «Глобальное распространение растений и их адаптация к жизни на суше привели к увеличению показателей континентального выветривания, что в конечном итоге привело к резкому снижению уровня углекислого газа в атмосфере и глобальному охлаждению.

«Предыдущие попытки смоделировать изменения в атмосфере основывались только на летописи окаменелостей — наши исследования показывают, что эти ископаемые остатки недооценивают происхождение наземных растений, и поэтому эти модели необходимо пересмотреть».

Со-ведущий автор Марк Путтик описал подход команды к созданию временного масштаба. Он говорит: «Записи окаменелостей слишком скудны и неполны, чтобы быть надежным руководством к дате происхождения наземных растений. Вместо того, чтобы полагаться только на летопись окаменелостей, мы использовали «молекулярные часы» для сравнения различий в составе генов ископаемых и живых видов.

«Наши результаты показывают, что предок наземных растений существовал уже в середине кембрийского периода*, и его возраст был схожим с возрастом первых известных наземных животных».

Одна из трудностей в исследовании заключается в том, что взаимодействия между самыми ранними наземными растениями неизвестны. Поэтому команда, которая также включает членов из Университета Кардиффа и Музея естественной истории в Лондоне, изучила, изменили ли разные отношения предполагаемое время происхождения наземных растений.

Лидеры общего исследования, профессор Филип Донохью и Харальд Шнайдер добавили: «Мы использовали разные предположения относительно взаимодействий между наземными растениями и обнаружили, что это не повлияло на возраст самых ранних наземных растений.

«Любые будущие попытки моделирования атмосферных изменений в глубоком прошлом должны включать весь спектр неопределенностей, которые мы здесь использовали».

Больше информации: Jennifer L. Morris el al., «The timescale of early land plant evolution,» PNAS (2018). www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1719588115 

*Кембрийский пери́од — геологический период, с которого началась палеозойская эра. Начался 541 млн лет назад, закончился 485 млн лет назад.