Цветы могли появиться раньше динозавров, но учёные спорят о времени их эволюции
Цветковые растения, или покрытосеменные (angiosperms), — одна из самых успешных эволюционных групп на планете. Они включают более 350 000 известных видов, доминируют в экосистемах, формируют пищевые сети и играют ключевую роль в производстве кислорода.
Когда появились первые цветы? Самые убедительные ископаемые свидетельства относятся к раннему меловому периоду (около 132 млн лет назад). Однако самая ранняя находка цветочной почки, Florigerminis jurassica, имеет юрское происхождение (около 164 млн лет назад). Не все учёные согласны, что это покрытосеменное растение, из-за разных определений цветочных органов.
Цветы могут сохраняться в удивительных деталях. Например, самый крупный известный цветок, сохранившийся в янтаре (около 3 см в диаметре), происходит из балтийского хвойного леса возрастом 34–38 млн лет.
Юра или мел?
Большинство учёных придерживаются одной из двух гипотез: юрского или мелового происхождения.
Анализы с использованием молекулярных данных (последовательностей ДНК или белков) предполагают, что цветы могут быть значительно древнее ископаемой летописи — иметь юрское (145 млн лет назад) или даже триасовое (201 млн лет назад) происхождение.
Расшифровка прошлого с помощью молекулярных данных
Учёные используют «молекулярные часы» — концепцию, основанную на том, что генетические мутации имеют тенденцию накапливаться с постоянной скоростью. Сравнивая вариации в последовательностях генов между видами (например, современными покрытосеменными и их ближайшими родственниками — голосеменными, как хвойные), можно оценить время их расхождения от общего предка.
Собирая пазл
Изучение физических характеристик ископаемых растений (листьев, цветов, семян) и их постепенных изменений также многое говорит о ранней эволюции цветов. Однако у этого подхода есть ограничения: сходные черты могут быть результатом конвергентной эволюции (как плавники китов и рыб), а не генетического родства.
Математический подход
Математические методы, такие как Bayesian Brownian Bridge (BBB), используют распределение окаменелостей во времени для оценки возраста группы. Международная исследовательская группа с помощью BBB-метода получила данные, поддерживающие додокембрийскую гипотезу происхождения покрытосеменных. Это означает, что цветы могли эволюционировать одновременно с динозаврами и пережить их.
Это открытие также поддерживает гипотезу Чарльза Дарвина о быстрой диверсификации цветов в меловой период. Проект показал, что траектория эволюции покрытосеменных имела заметное увеличение накопления линий (появление новых семейств) между 125 и 72 млн лет назад.
Понимание происхождения покрытосеменных даёт ценные знания об intricate web of life на нашей планете и может направлять усилия в сельском хозяйстве и охране природы.