Guazia — древнейшее крылатое семя без купулы

В статье, опубликованной в National Science Review, группа китайских палеоботаников описала новый род и вид семязачатка (семени до оплодотворения) позднего девона — Guazia dongzhiensis gen. et sp. nov. Он располагается терминально на концах ветвей и имеет сложенные, крыловидные доли интегумента, но лишён купулы (обёртки). G. dongzhiensis представляет доказательство существования в девоне акупюлятных семязачатков (без купулы) и специализированных интегументов, адаптированных к распространению ветром.

Изучив более 300 образцов из верхнего девона уезда Дунчжи (провинция Аньхой), профессор Пекинского университета Дэ-Мин Ван обратил внимание на серию семязачатков, прикреплённых непосредственно к концам дихотомически ветвящихся побегов. «Это необычно, — говорит профессор Ван. — Связь между этими семязачатками и ветвями доказывает отсутствие купулы. В то же время почти все другие известные семязачатки позднего девона имели купулу. Таким образом, история акупюлятных семязачатков удлиняется примерно на 40 миллионов лет».

Эти семязачатки получили название «Guazia» от китайского «Gua Zi» (семечко), так как их форма, с заострённым основанием и слегка расширенной средней и верхней частью, напоминает семечко подсолнуха. Методом dégagement была впервые выявлена их морфология: четыре плоских крыла покрывают большую часть центрального нуцеллуса.

Для определения детальной структуры профессор Ван и его коллеги склеили несколько парных отпечатков (частей и контрчастей) семязачатков Guazia смолой и изготовили серийные поперечные срезы для микроскопического исследования. На срезах видно, что четыре выроста интегумента, сильно сложенные в U- или V-образную форму, радиально расположены вокруг нуцеллуса под прямым углом друг к другу. В средней и нижней части семязачатка они срастаются, а в верхней — разделены и нависают над нуцеллусом. «"Крылья" семязачатков Guazia — это не просто "тонкие плоские пластинки", их следует интерпретировать как продольно сложенные доли интегумента», — говорит Ле Лю, выполнивший 3D-реконструкцию семязачатка.

Пропагулы с крыловидными структурами обычны как у ископаемых, так и у современных семенных растений, но редки для позднего девона. Исследователи полагают, что четыре крыловидные доли интегумента семязачатков Guazia могли увеличивать площадь сопротивления ветру для достижения дальнего рассеивания. «Учитывая высоту родительского растения, даже если эти семязачатки не уносились далеко ветром при опадении, они могли перемещаться по земле после приземления», — отмечает И Чжоу.

У семенных растений позднего девона купула и интегумент не только защищали семязачаток, но и помогали улавливать переносимую ветром пыльцу. Однако у более продвинутых поздних линий семенных растений купула постепенно редуцировалась и исчезла, а важность и сложность интегумента возросли. «Мы можем предположить, что крыловидный интегумент Guazia взял на себя роль купулы в защите и опылении, а также, возможно, выполнял функцию потенциального распространения ветром», — заключает профессор Ван.