Папоротники поднялись на деревья и процветали
В то время как цветковые растения, такие как гигантские деревья, быстро стали доминировать в растительных сообществах в меловой период, предшествовавшие им папоротники не восприняли это как неудачу.
Напротив, они процветали. С формированием современных тропических дождевых лесов папоротники "взобрались" на деревья и пережили собственный расцвет видового разнообразия.
"Появляется полог леса — и — бум — диверсификация", — сказал исследователь из Университета Дьюка Эрик Шутпельц.
Интегрировав геномные данные 400 современных видов папоротников с информацией из палеонтологической летописи, Шутпельц и профессор Кэтлин Прайер построили новое временно-калиброванное генеалогическое древо для папоротников. Их исследование опубликовано на обложке журнала Proceedings of the National Academy of Sciences от 7 июля.
Хотя папоротники древние, похоже, они действительно нашли себя в очень жаркий и влажный период, пик которого пришёлся примерно на 10 миллионов лет после границы мелового и палеогенового периодов 65 миллионов лет назад.
Две ключевые инновации могли привести к успеху папоротников перед лицом новой конкуренции со стороны цветковых растений, считает Шутпельц. Некоторые папоротники развили способность жить за счёт света в более красной части спектра — то есть в тени. А примерно в это же время некоторые папоротники также развили способность жить на деревьях, иногда без почвы, как эпифиты.
Благодаря способности запасать воду, развитию более толстой кожицы или большей устойчивости к высыханию, эпифитные папоротники теперь могли располагаться на стволах, ветвях или сучьях и вполне счастливо жить на высоте более 30 метров от земли, где влажность, температура и солнечный свет совершенно иные.
В то время как палеонтологическая летопись, казалось, указывала на три отдельных всплеска видовой диверсификации папоротников, анализ команды из Дьюка показывает, что был и четвёртый, примерно соответствующий развитию эпифитизма.
Таким образом, по мере развития дождевых лесов и того, как тропические деревья и лианы тянулись вверх, они поднимали с собой и папоротники. Тысячи новых видов папоротников эволюционировали, чтобы использовать все новые экологические ниши, создаваемые в пологе леса.
"В некотором смысле, эпифиты избежали битвы на земле", — сказал Шутпельц.
Сегодня эпифиты составляют около 30% от более чем 9000 современных видов папоротников. Но это не единственная группа растений, включающая эпифиты. Осенью, в качестве постдокторанта в Национальном центре синтеза эволюции (NESCent), Шутпельц начнёт искать параллельные модели диверсификации у эпифитных цветковых растений, таких как бромелиевые и орхидеи.