Ископаемые подтверждают раннее разнообразие колючих растений в центральном Тибете
Колючесть (общий термин для явлений шипов, колючек и игл на растениях) — важная функциональная черта, характерная для многочисленных семейств растений по всему миру, которая в основном обеспечивает физическую защиту от позвоночных травоядных. Несмотря на глобальное распространение колючих растений, понимание их эволюционной истории остаётся неполным, во многом из-за недостатка ископаемых находок.
В исследовании, опубликованном в Nature Communications, учёные из Тропического ботанического сада Сишуанбаньна (XTBG), Института палеонтологии позвоночных и палеоантропологии Китайской академии наук (CAS), Бристольского университета и Открытого университета Великобритании сообщили об исключительно богатых скоплениях ископаемых растительных шипов, собранных в позднеэоценовых отложениях (около 39 миллионов лет назад) центрального Тибета.
Эти ископаемые подтверждают раннее разнообразие колючих растений в тибетском регионе, совпавшее по времени с появлением открытых, полулесистых местообитаний к позднему эоцену, в начале перехода центрального Тибета к полному формированию плато.
Исследователи задокументировали в общей сложности 44 ископаемых образца с шипами, собранных в двух локациях в центральной тибетской зоне шва Бангонг-Нуцзян: Даю (32° 20′ с.ш., 89° 46′ в.д.) и Седе (31° 58′ с.ш., 88° 25′ в.д.). Они классифицировали ископаемые шипы на семь морфотипов, включающих колючки и шипы, согласно двум критериям: колючки происходят из эпидермиса органов растения (стебли, листья, черешки), тогда как шипы — это видоизменённые ветви, содержащие внутренние сосудистые пучки.
Чтобы исследовать возникновение и раннее разнообразие колючих растений, учёные не только провели молекулярно-филогенетические анализы, но и использовали прокси-данные и моделирование для реконструкции растительности, климата и травоядности, которые способствовали эволюции колючих растений в центральном Тибете в эоцене. Кроме того, они реконструировали эволюционную историю шипов у видов древесных эвдикотов Евразии в рамках мега-филогении растений.
По словам Чжан Синьвэня из XTBG, данные моделирования и прокси указывают на «усыхающий и охлаждающийся климат» в центральной долине Тибета к среднему эоцену. Это изменение сопровождалось поднятием примерно на один километр около 47 миллионов лет назад.
На этом фоне ископаемые растения фиксируют начало открытия растительности в условиях усыхающего/охлаждающегося климата по мере роста современного Тибетского плато с позднего эоцена. Наблюдаемая колючесть маркирует раннее развитие механизмов физической защиты от давления выедания крупными травоядными в регионе.
«Наше исследование показывает, что региональное аридизация и расширение ареала травоядных млекопитающих могли стимулировать разнообразие функциональной колючести в лесистых местностях центрального Тибета, примерно на 24 миллиона лет раньше, чем аналогичные преобразования в Африке», — сказал Су Тао из XTBG.