Исследование окаменелостей раскрывает корни ранних растений Земли

Трехмерная модель 400-миллионолетней окаменелости пролила свет на загадку эволюции некоторых из первых растений Земли, которые помогли сделать планету обитаемой.

Модель показывает, как развивалась одна из древнейших форм корней в ранний Девонский период — ключевую эпоху, когда растения начали распространяться по суше.

Эволюция растений от простых стеблей к более сложным формам с корнями оказала драматическое воздействие на планету. Корни растений снизили уровень атмосферного CO₂, стабилизировали почву и революционизировали циркуляцию воды по поверхности континентов.

Цифровая реконструкция

Международная команда под руководством Эдинбургского университета использовала цифровые технологии для создания первой полной 3D-реконструкции Asteroxylon mackiei — раннего предка плаунов, вечнозеленых трав с игольчатыми листьями, характерных для современной шотландской флоры.

Модель позволила ученым визуализировать структуру и понять развитие корней этого древнего растения, чья окаменелость была найдена в Rhynie chert — осадочном отложении близ деревни Райни в Абердиншире, которое содержит одни из самых древних и хорошо сохранившихся растительных окаменелостей в мире.

Развитие корней

Результаты показывают, что корни Asteroxylon развивались принципиально иным способом по сравнению с современными растениями.

Он рос в процессе, известном как дихотомическое ветвление: кончик листоносного побега разделялся, образуя две новые ветви, одна из которых становилась побегом, а другая развивалась в корень.

У современных растений новые корни возникают изнутри растущих побегов или корней.

Эволюционный этап

Это открытие демонстрирует ранее невидимый эволюционный этап между самыми ранними растениями, лишенными корней, и ныне живущими плаунами, которые их имеют.

Исследование опубликовано в журнале eLife.

Доктор Сэнди Хэтерингтон отмечает, что «то, как растения эволюционировали от простых стеблей к сложным формам с корнями и лиственными побегами, остается одним из ключевых вопросов в эволюции растений. Райнийский кремень, впервые обнаруженный столетие назад, продолжает предоставлять окаменелости, которые меняют наш взгляд на эволюцию наземных растений. Наша 3D-модель Asteroxylon демонстрирует ценность реконструкций, основанных на доказательствах, для понимания развития и эволюции первых сложных растений на Земле».

«Спустя 100 лет после обнаружения окаменелостей в Райни наша реконструкция показывает, как на самом деле выглядели эти загадочные растения, — объясняет профессор Лиам Долан. — Это самые древние из известных структур, напоминающих современные корни, и теперь мы знаем, как они формировались».

«Поразительно, как современные технологии позволили нам визуализировать структуру и понять развитие растения, которому более 400 миллионов лет», — заключает Шивон Бридсон из Оксфордского университета.