Окаменелые споры растений Австралии заставят ученых переписать учебники

Споры папоротника.

Споры папоротника.
Фото Christian Fischer.

Недавно обнаруженные ископаемые споры (середина) преодолевают разрыв между более старыми (нижняя часть) и более новыми (верхняя часть) формами "пакетов" спор.

Недавно обнаруженные ископаемые споры (середина) преодолевают разрыв между более старыми (нижняя часть) и более новыми (верхняя часть) формами "пакетов" спор.
Фото The Conversation.

Споры папоротника.
Недавно обнаруженные ископаемые споры (середина) преодолевают разрыв между более старыми (нижняя часть) и более новыми (верхняя часть) формами "пакетов" спор.

Считается, что Австралия стала самостоятельным континентом около 150 миллионов лет назад, отколовшись от древнего суперконтинента Гондвана.

Первые колонисты Австралии не обнаружили там растительности, сколько-нибудь похожей на европейскую. Зато на Зеленом континенте есть растения, родственные с южноафриканскими и южноамериканскими. Что, впрочем, не удивительно, ведь и Африка, и Южная Америка тоже были частью Гондваны.

Вместе с тем есть в Австралии и растения-эндемики, то есть те, которые встречаются только на этом континенте.

Но когда и как здесь появилась самая первая растительность? Ученые оценивают это разными способами. Один из них – изучение найденных окаменелостей.

Совсем недавно, в 2020 году, при геологических изысканиях в бассейне Каннинг Западной Австралии палеонтологами были найдены окаменелости спор древних наземных растений.

Теперь ученым из Австралийского национального университета удалось установить возраст этих спор – около 485 миллионов лет. Почему это "возраст" так важен, рассказывает статья, опубликованная в журнале Science.

Как узнать правду о древних растениях?

У ученых есть способ, благодаря которому они могут примерно оценить, когда же началось заселение древними водными растениями суши. Специалисты называют его "молекулярными часами". Зная скорость изменения гена и количество его мутаций, время отсчитывают назад и определяют, когда появился этот ген. Так как ученым известно, какой ген за что отвечает, они могут понять, когда у того или иного организма появились те или иные функции.

Так вот, по данным "молекулярных часов", заселение суши водными растениями произошло около 515 миллионов лет назад (в кембрийский период). При этом самые ранние известные окаменелости стеблей растений датированы примерно 430 миллионами лет (то есть относятся к середине силурийского периода). Что же происходило на Земле все остальные 85 миллионов лет? И как это выяснить?

Ведь самые первые мелкие растения не имели жестких корней и твердой древесины, которые могли бы окаменеть. Именно поэтому их ископаемые остатки встречаются крайне редко.

На помощь ученым приходят окаменелости спор древних растений – наземных и водных.

Дело в том, что споры растений очень прочные и "выносливые", ведь они должны противостоять высыханию и повреждению ультрафиолетовым излучением. Благодаря своей прочности они и сохраняются в течение сотен миллионов лет в древних породах. Оттуда их извлекают с помощью сильных кислот, а затем изучают споры под микроскопом.

Что рассказали споры?

Споры самых ранних наземных растений выглядят как геометрически правильные группы из двух или четырех клеток, поясняют палеонтологи. Такие споры были найдены в породах возрастом 465 миллионов лет. То есть они старше известных остатков растений на 35 миллионов лет.

Тут стоит добавить, что водоросли-харофиты живут наполовину в воде, наполовину на суше. Эдакие земноводные растительного мира. Поэтому они в процессе эволюции приобрели гены, позволяющие им противостоять высыханию и разрушительному воздействию ультрафиолета.

"Самые ранние наземные растения либо захватили эти части генома предков водорослей, либо развили подобные гены самостоятельно, – предполагает Клинтон Фостер (Clinton Foster) из Австралийского национального университета, один из авторов статьи в Sciencе. – Учитывая временные рамки в миллионы лет, это означает, что наземные растения появились не в рамках единичного события".

В окаменелостях из бассейна Каннинг ученые обнаружили как споры наземных растений с двумя или четырьмя клетками, так и нерегулярно упакованные споры водорослей. По мнению исследователей, это указывает на то, что наземные растения и их предки водоросли существовали вместе в одном и том же районе в одно и то же время.

Откуда взялись наземные растения?

Открытие австралийских ученых последовало за более ранними исследованиями спор наземных растений в бассейне Каннинг. В 1991 году там нашли споры, возраст которых составил примерно 440-445 миллионов лет. А в 2016 году там же обнаружили споры возрастом 460 миллионов лет. Теперь же… 485 миллионов лет.

Осадочные породы, которые находят в бассейне Каннинг, в основном относятся к морской среде. Ранние наземные растения, как и их предки водоросли-харофиты, вероятно, произрастали в пресноводных местах на окраинах моря.

Австралийские ученые считают, что необходимы дальнейшие исследования, которые позволят определить, где еще на территории Зеленого континента встречаются споры одновременно водорослей и наземных растений позднего кембрийского и ордовикского периодов.

Новые данные также могут пролить свет на то, появились ли наземные растения на территории Австралии или же они были на этом континенте до его раскола с Гондваной.

Ранее мы писали, как быстро меняющиеся виды птиц позволили по-новому взглянуть на эволюцию, а также об обнаружении микробов, поставивших эволюцию на паузу. А еще мы рассказывали, как динозавры изменили ДНК наших предков.

Больше интересных новостей науки вы найдёте в разделе "Наука" на медиаплатформе "Смотрим".