При всём разнообразии современных покрытосеменных, или цветковых, растений очень сложно представить себе, что все они произошли от единственного предка. При этом в геологическом масштабе цветки, как репродуктивные органы, – это относительно недавнее эволюционное изобретение. Согласно принятым представлениям, первые из них могли появиться в эпоху динозавров между 140 и 250 миллионами лет назад. Для сравнения, последний общий предок покрытосемянных и голосемянных растений произрастал на нашей планете около 310-350 миллионов лет назад.
Реконструкция внешнего вида первого цветка Земли.
Иллюстрация Hervé Sauquet & Jürg Schönenberger.
Самый верный способ узнать что-либо об организмах, которые существовали в прошлом – изучить ископаемые образцы. Но самый ранний такой экземпляр цветкового растения имеет возраст около 130 миллионов лет. Впрочем, есть ещё один способ заглянуть в прошлое – аккуратно проанализировать черты всех современных потомков, проследив их историю до самого ствола генеалогического древа.
Для реконструкции самого первого цветка, возникшего на пути эволюции растений, международная команда исследователей во главе с Эрве Соке (Hervé Sauquet) из Университета Париж-юг и Юргом Шёненбергером (Jürg Schönenberger) из Венского университета собрала информацию о 792 видах покрытосеменных. Для этого был организован проект eFLOWER, в котором приняли участие десятки специалистов по всему миру.
Биологи собирали данные из научных работ, начиная с тех, что были опубликованы ещё эволюционным биологом Жаном-Батистом Ламарком в 1783 году. В дальнейшем их объединили с информацией по ископаемым видам и наложили на эволюционное древо, составленное на основе анализа ДНК. Исследователям пришлось проверить миллионы вариантов строения первых цветков, прежде чем они смогли выделить наиболее вероятный.
В результате в статье, опубликованной авторами работы в издании Nature Communications, мы видим цветок, который, на первый взгляд, ничем радикально не отличается от современников. И тем не менее он обладает сочетанием черт, которое не встречается на Земле сегодня.
Схематическое изображение эволюционного древа цветковых растений.
Иллюстрация Hervé Sauquet & Jürg Schönenberger.
У этого цветка есть мужские и женские репродуктивные органы (тычинки и пестики, соответственно), которые окружены несколькими слоями листочков околоцветника. В данном случае мы видим простой околоцветник, у которого отсутствует разделение на чашелистики и лепестки. Листочки, назовём их лепестками, расположены по спирали, по три на каждом завитке. Размер этого цветка был, предположительно, менее сантиметра в диаметре.
«Результаты действительно захватывающие, — рассказывает соавтор исследования Мария фон Балтазар (Maria von Balthazar). – Впервые у учёных есть четкое представление о ранней эволюции цветов всех покрытосеменных. Но мы всё ещё не знаем, какого цвета был этот первый цветок и как он пах».
В качестве одного из доказательств своей правоты исследователи приводят пример с цветками современного новокаледонского кустарника амбореллы. Они имеют схожее с новой реконструкцией строение околоцветника. Амбореллу относят к базальной группе цветковых растений, то есть она, предположительно, представляет собой первый отделившийся от ствола своего эволюционного древа вид.
Команда активно продолжает свою работу. Учёные надеются, что описанные результаты станут первым шагом на пути к пониманию того, как цветковые растения спустя относительно короткое время после возникновения стали доминирующей группой. Сегодня они составляют 90% всего растительного мира.
: nature.com
published on according to the materials
Комментарии (0)