Ископаемый плод из Калифорнии показывает, что предки кофе и картофеля пережили катаклизм, погубивший динозавров

Обнаружение окаменелого растения возрастом 80 миллионов лет отодвигает известное происхождение ламиидов в меловой период, расширяя летопись почти 40 000 видов цветковых растений, включая современные основные сельскохозяйственные культуры, такие как кофе, томаты, картофель и мята.

Брайан Аткинсон, доцент экологии и эволюционной биологии в Университете Канзаса и куратор палеоботаники в Институте биоразнообразия КУ, недавно опубликовал исследование ископаемого растения, названного Palaeophytocrene chicoensis, в журнале Nature Plants.

"Эта окаменелость говорит нам, что действительно разнообразная группа цветковых растений эволюционировала раньше, чем мы изначально предполагали", — сказал Аткинсон.

Ископаемое принадлежит к группе лиан — древесных лазящих растений, которые добавляют структурной сложности тропическим лесам. Это показывает, что эта группа цветковых растений появилась очень рано в палеонтологической летописи. Были некоторые гипотезы, что они существовали в меловом периоде, но не было четких доказательств. Это отличный индикатор того, что структурно сложные, современного типа тропические леса могли существовать уже 80 миллионов лет назад.

По словам исследователя, ископаемый плод проливает новый свет на "критический интервал" в истории жизни на Земле.

"Это время, когда леса переходят от доминирования голосеменных, таких как хвойные, к доминированию цветковых растений", — пояснил Аткинсон.

"Мы знаем, что эти экологические переходы произошли в позднем меловом периоде, но нам все еще нужны ключевые доказательства, например, как формировались определенные экосистемы, такие как тропические леса, которые сегодня составляют более половины ныне живущих видов растений. Эта окаменелость показывает, что эта разнообразная группа растений, ламииды, была старше, чем считалось ранее, и экосистемы мелового периода на западном побережье Северной Америки могли напоминать структурно сложные тропические леса".

Хорошо сохранившаяся окаменелость была обнаружена в 1990-х годах строительными бригадами, возводившими жилье недалеко от Гранит-Бэй в Сакраменто, Калифорния. Найденная в отложениях формации Чико, относящейся к кампанскому ярусу (пятому из шести ярусов позднего мелового периода), окаменелость была собрана Ричардом Хилтоном и Патриком Антуцци из колледжа Сьерра и хранилась в их музее естественной истории.

"Я потратил семь лет на поиски этих [меловых ламиидов] и не мог их найти", — рассказал Аткинсон. "Я собирал и изучал меловые растения на Западном побережье, чтобы лучше понять эволюцию цветковых растений. Кто-то сказал: 'О, вам стоит заглянуть в Музей естественной истории колледжа Сьерра'. Я не планировал с ними связываться. Они любезно пригласили меня посмотреть их коллекцию ископаемых растений, и я был просто поражен разнообразием растений, которые эти ребята смогли выкопать на этом жилом массиве".

Значимость образца стала понятна Аткинсону только тогда, когда он увидел растение, найденное десятилетиями ранее на стройплощадке.

"Открывая этот ящик, я заметил этот плод с очень ярким узором на поверхности", — сказал исследователь. "Я сразу понял, что он принадлежит к этому семейству ламиидов, называемому Icacinaceae, которое хорошо известно в более молодых, послемеловых отложениях после массового вымирания. Оно повсюду. Но ранее не было четко известных окаменелостей, принадлежащих этому семейству. И я подумал: 'О боже, вот оно!' У этого семейства растений просто очень характерные плоды".

Чтобы подтвердить свои догадки, Аткинсону нужно было изучить окаменелость подробнее. Он исследовал структуры ископаемого плода с помощью световой микроскопии, что позволило ему получить качественные фотографии образца. Изучая расположение гребней, ямок, рядов и бугорков, исследователь смог провести сравнения с ранее описанными окаменелостями, чтобы правильно определить его положение на эволюционном древе. Работа была сложной, потому что Аткинсон никогда раньше не описывал "компрессионную окаменелость" такого типа.

"Я привык работать с окаменелостями, сохранившимися в другом режиме, называемом 'перминерализация'", — сказал Аткинсон. "Это моя первая статья о компрессионной окаменелости, и было немного волнительно работать с типом сохранности, отличным от привычного. Его визуализация — совершенно другой процесс. Я рад, что все так хорошо получилось".

Отнеся ископаемое растение к роду Palaeophytocrene, Аткинсон назвал вид chicoensis в честь формации Чико, где оно было найдено.

"Я просто назвал его в честь формации, где его обнаружили", — сказал он. "Часть моей работы — придумывать научные названия для новых видов, которые я описываю, но я не очень креативен в этом — обычно я смотрю на место, где оно было обнаружено. Не занято ли уже это имя?"

Если название ископаемого плода обыденно, то его значение — нет. Исследователь заявил, что находка помогает установить, что одна из самых разнообразных групп цветковых растений пережила катаклизм, погубивший динозавров, и эволюционировала в тысячи знакомых современных видов, включая жизненно важные продовольственные культуры для человечества.

"Мои исследования направлены на понимание глубокого времени, чтобы лучше понять, как сформировалось современное биоразнообразие и, возможно, как оно будет развиваться в будущем с изменением климата", — сказал Аткинсон.

"Я пытаюсь охарактеризовать эти эволюционные события цветковых растений в меловом периоде, когда разнообразие этих растений просто взорвалось. Летопись ламиидов в меловом периоде было трудно установить, но я знал, что эти окаменелости должны быть. Западное побережье Северной Америки недостаточно изучено на предмет меловых растений по сравнению с Западным внутренним регионом и Восточным побережьем Северной Америки. Расширяя нашу географическую выборку, мы будем находить все больше и больше растений, которые помогут нам понять меловую диверсификацию, приведшую к современному биоразнообразию".