Палеонтологи уточнили время и место появления сосудистых растений

Риния — одно из древнейших сосудистых растений (ранний девон, около 410 млн лет назад). Риния и ее родственники (псилофиты, или риниофиты) не имели ни листьев, ни настоящих корней. Изображение с сайта universe-review.ca
Риния — одно из древнейших сосудистых растений (ранний девон, около 410 млн лет назад). Риния и ее родственники (псилофиты, или риниофиты) не имели ни листьев, ни настоящих корней. Изображение с сайта universe-review.ca

В Саудовской Аравии в отложениях возрастом 444–450 млн лет (конец ордовикского периода) обнаружены споры сосудистых растений — группы, к которой относятся псилофиты, хвощи, плауны, папоротники, голосеменные и цветковые, то есть все высшие растения, кроме мхов. До сих пор бесспорные ископаемые остатки сосудистых растений были известны лишь начиная с середины силура (около 425 млн лет назад). Находка не только отодвинула в прошлое момент появления сосудистых растений, но и указала на место этого события — северную часть суперконтинента Гондвана, откуда сосудистые растения позже распространились по всему миру.

Наземные растения подразделяются на две большие группы: бриофиты (моховидные) и сосудистые. Последние, в свою очередь, делятся на споровые (хвощи, плауны, папоротники, вымершие риниофиты) и семенные (голосеменные, покрытосеменные).

Первые наземные растения появились не позднее середины ордовикского периода (около 465 млн лет назад). Их предками, скорее всего, были харовые водоросли. Древнейшие наземные растения почти не оставили следов в палеонтологической летописи, если не считать характерных спор, получивших название «криптоспоры» (cryptospores). Похожие споры ныне производят самые примитивные представители мохообразных — печеночники. На основе этого сходства, а также ряда других фактов, считается, что первые наземные растения были близки к мохообразным.

Криптоспоры широко распространены в отложениях ордовикского и силурийского периодов по всему миру. При этом они имеют весьма однообразное строение. Это говорит о том, что древнейшие мохообразные имели обширные ареалы и низкий уровень видового разнообразия. Это были эврибионтные (экологически непритязательные) растения, которые могли расти практически везде, где было достаточно влажно. По-видимому, влажные участки всех континентов в то время покрылись однообразной порослью мелких моховидных растений. Эта первичная наземная флора просуществовала без особых изменений свыше 30 млн лет — до тех пор, пока ей на смену не пришли новые растительные сообщества, в которых преобладали сосудистые растения.

Положение континентов в середине ордовикского периода, когда растения начали осваивать сушу. Изображение с сайта www.scotese.com
Положение континентов в середине ордовикского периода, когда растения начали осваивать сушу. Изображение с сайта www.scotese.com

Появление сосудистых растений, которые, в отличие от мохообразных, способны гораздо более эффективно противостоять высыханию, было одним из важнейших событий в эволюции наземной биоты. До сих пор считалось, что первые сосудистые растения появились в середине силурийского периода, примерно 420–430 млн лет назад. Об этом свидетельствует появление в палеонтологической летописи нового типа спор — так называемых трилетных спор с плотной орнаментированной оболочкой, а также первых фрагментарных остатков самих сосудистых растений. Трилетные споры отличаются от криптоспор, во-первых, тем, что они распространяются поодиночке (криптоспоры всегда образуют диады или тетрады), во-вторых, трилетные споры имеют характерную тетраэдрическую форму и Y-образную складку на поверхности (см. Спорангии и споры). В отличие от криптоспор и тех спор, которые производятся современными мохообразными, трилетные споры способны эффективно противостоять высыханию. Более или менее целые отпечатки примитивных сосудистых растений — риниофитов, или псилофитов, — известны начиная с конца силура и становятся многочисленными в раннем девоне (примерно 410–415 млн лет назад).

Новое открытие, о котором палеонтологи из Бельгии, Франции, Великобритании и Саудовской Аравии сообщили в последнем номере журнала Science, отодвигает момент появления сосудистых растений на 20 млн лет в прошлое. Исследователи обнаружили многочисленные трилетные споры, в том числе с орнаментированной оболочкой, в позднеордовикских отложениях на севере Саудовской Аравии, которая в ордовике входила в состав суперконтинента Гондваны. Споры обнаружены в 37 образцах, полученных в ходе бурения нефтяных скважин. Возраст самых древних из этих образцов составляет около 450, самых молодых — около 444 млн лет.

A — стратиграфическое распространение ископаемых остатков древнейших наземных растений. Показана стратиграфическая шкала от среднего ордовика до раннего девона. Слева — возраст в млн лет. Справа — важнейшие палеонтологические находки. 1 — древнейшие криптоспоры, 2 — древнейшие находки спорангиев, содержащих криптоспоры, 3 — трилетные споры с гладкой оболочкой, найденные в Турции, которые до сих пор являлись самыми древними из известных трилетных спор, 4 — орнаментированные трилетные споры, считавшиеся древнейшими до публикации обсуждаемой статьи, 5 — древнейшие отпечатки фрагментов сосудистых растений, 6 — древнейшие ископаемые сосудистые растения с сохранившимися проводящими тканями. Черная полоска показывает временной интервал, из которого происходят образцы, рассматриваемые в данной работе. B–I — ископаемые трилетные споры из позднего ордовика Саудовской Аравии. Длина масштабной линейки 10 мкм. Изображение из обсуждаемой статьи в Science
A — стратиграфическое распространение ископаемых остатков древнейших наземных растений. Показана стратиграфическая шкала от среднего ордовика до раннего девона. Слева — возраст в млн лет. Справа — важнейшие палеонтологические находки. 1 — древнейшие криптоспоры, 2 — древнейшие находки спорангиев, содержащих криптоспоры, 3 — трилетные споры с гладкой оболочкой, найденные в Турции, которые до сих пор являлись самыми древними из известных трилетных спор, 4 — орнаментированные трилетные споры, считавшиеся древнейшими до публикации обсуждаемой статьи, 5 — древнейшие отпечатки фрагментов сосудистых растений, 6 — древнейшие ископаемые сосудистые растения с сохранившимися проводящими тканями. Черная полоска показывает временной интервал, из которого происходят образцы, рассматриваемые в данной работе. B–I — ископаемые трилетные споры из позднего ордовика Саудовской Аравии. Длина масштабной линейки 10 мкм. Изображение из обсуждаемой статьи в Science

Ранее немногочисленные трилетные споры (правда, более примитивные — с гладкой, а не орнаментированной оболочкой) были найдены в отложениях конца ордовикского периода (444 млн лет назад) в Турции, которая тоже находилась в то время в северной части Гондваны. Турецкие находки сами по себе еще не позволяли с абсолютной уверенностью говорить о существовании сосудистых растений в ордовике: во-первых, эти находки были единичными, во-вторых, не было найдено спор со сложной орнаментированной оболочкой. Теперь же стало ясно, что настоящие сосудистые растения (вероятно, примитивные риниофиты) существовали на севере Гондваны задолго до конца ордовикского периода. По всей видимости, этот регион был центром происхождения сосудистых растений. В отличие от своих предполагаемых предков — мохообразных, размножавшихся при помощи криптоспор, — первые сосудистые растения быстро достигли высокого уровня видового разнообразия (и, следовательно, экологической специализации). Об этом свидетельствует разнообразие трилетных спор, найденных в Саудовской Аравии.

В течение ордовика сосудистым растениям не удавалось выйти за пределы своей «исторической родины» (поскольку в других регионах в ордовикских отложениях трилетные споры не обнаружены, несмотря на хорошую изученность этих отложений).

В самом конце ордовика имело место одно из крупнейших в истории Земли оледенений. Ледники покрыли большую часть Гондваны, но сосудистые растения сумели пережить этот неблагоприятный период. В раннем силуре, после отступления ледников, они начали распространяться за пределы родного континента, постепенно вытесняя первичную флору их моховидных растений, размножавшихся при помощи криптоспор. Однако занять по-настоящему господствующее положение в растительных сообществах сосудистым растениям удалось лишь много позже, в конце силура — начале девона.

Источник: Philippe Steemans, Alain Le Hérissé, John Melvin, Merrell A. Miller, Florentin Paris, Jacques Verniers, Charles H. Wellman. Origin and Radiation of the Earliest Vascular Land Plants // Science. 2009. V. 324. P. 353.

См. также:
Evolutionary history of plants.

Александр Марков


3
Показать комментарии (3)
Свернуть комментарии (3)

  • TUser  | 19.04.2009 | 09:02 Ответить
    По поводу родства сосудистых с харовыми: не похоже. Глянул несколько белковых последоательностей, хламидомонады гораздо ближе (что, если честно, соответствовало моим ожиданиям).
    Ответить
  • hurricane  | 22.04.2009 | 13:00 Ответить
    Раскрыт секрет каменного угля, ране считалось что каменный уголь это остатки растительности, но оказывается это не факт а предубеждение. После экспериментов выяснилось что древняя почва убивает любые растения то есть белый порошок которая лежит под каменным углем это яд для растений, на это стоит обратить внимание, все начинается с корней. Тем более наша наука развивается быстро и если она строится на ложном фундаменте эта наука может привести глобальным проблемам. А мы до сих пор не знаем фундамент земли, и хотим знать все, наконец стоит вернутся на зад и начать изучение не изученных тайн земли. Стоит присоединится к этой войне, автор текста Нюргун Филиппов Администратор Сайта nanotehno.org
    http://nanotehno.org/news/2009-03-18-14
    Ответить
    • n0isy > hurricane | 22.04.2009 | 21:05 Ответить
      Да, пожалуй, и правда стоит вернуться и сесть "на зад"...
      Ответить
Написать комментарий


Элементы

© 2005-2017 «Элементы»