Корни эволюции растений: открытие переходной формы
Новое исследование Оксфордского университета, опубликованное в Nature, описывает ископаемые остатки переходной формы корней из древнейшей наземной экосистемы. Это проливает свет на эволюцию корней растений, о происхождении которых известно мало, несмотря на их ключевую роль в экосистеме Земли.
Результаты показывают, что корни растений эволюционировали более одного раза, а их характеристики развивались поэтапно: сначала появился центральный корневой орган (меристема), а корневой чехлик — позже.
Изучение древнейшей экосистемы
Доктор Сэнди Хетерингтон и профессор Лиам Долан (оба из Департамента наук о растениях Оксфордского университета и Magdalen College Oxford) провели микроскопическое исследование самой древней из известных экосистем — Rhynie chert возрастом 407 миллионов лет.
«Степень сохранности в Rhynie chert поистине удивительна... Это даёт исключительное окно в жизнь на поверхности суши в то время», — сказал доктор Хетерингтон.
Уникальная находка: меристема без чехлика
Учёные обнаружили свидетельства существования корневых меристем у растения Asteroxylon mackiei (ликопсид, или плаун). Меристема — это самообновляющаяся структура, определяющая современные корни; её обычно покрывает защитный чехлик на кончике.
Анализ и 3D-реконструкция окаменелостей показали, что меристемы A. mackiei лишены как корневых волосков, так и чехлика. Вместо этого они покрыты непрерывным слоем поверхностной ткани, что делает эти корни уникальными среди сосудистых растений.
Выводы и значение
Это строение представляет собой переходный этап к современным корням сосудистых растений. Открытие подтверждает гипотезу, что корни с чехликом эволюционировали независимо у ликопсидов и эуфиллофитов (высших растений) от их общих бескорневых предков.
«Наше открытие предполагает, что органы растений строились шаг за шагом в ходе эволюции», — отметил профессор Долан.
Эволюция корней была критическим событием в истории Земли, приведшим к резкому сокращению атмосферного углерода. Теперь, зная о поэтапной эволюции, учёные планируют искать в древних породах структуры, лишённых «частей», присутствующих в современных корнях. Ключевой вопрос для дальнейших исследований: как и откуда появился корневой чехлик, выполняющий важные защитные и сенсорные функции.