Трёхмерные водоросли возрастом более 541 млн лет раскрывают современное происхождение царства растений

Палеонтологи идентифицировали новый род и вид водорослей Protocodium sinense, которые предшествовали появлению наземных растений и современных животных и дают новое представление о ранней диверсификации царства растений.

Обнаруженные на местонахождении в Китае, эти окаменелости возрастом 541 миллион лет являются первыми и древнейшими зелёными водорослями той эпохи, сохранившимися в трёх измерениях. Это позволило исследовать их внутреннюю структуру и идентифицировать новый образец с беспрецедентной точностью. Исследование опубликовано в BMC Biology.

"Protocodium принадлежит к известной линии зелёных водорослей и имеет удивительно современную архитектуру, показывая, что эти водоросли уже хорошо диверсифицировались до конца эдиакарского периода", — говорит соавтор Седерик Ария. "Его открытие затрагивает происхождение всего царства растений и даёт знакомое название организмам, которые предшествовали кембрийскому взрыву более полумиллиарда лет назад".

Новые окаменелости Protocodium были найдены в составе биоты Гаоцзяшань в формации Дэнъин на юге провинции Шэньси. Весь ископаемый материал и тонкие клеточные детали сохранились в 3D благодаря замещению исходного органического материала фосфатом. Это позволило использовать электронную и рентгеновскую микроскопию, чтобы виртуально "разрезать" окаменелость.

Окаменелости Protocodium — это маленькие сферы шириной полмиллиметра, покрытые множеством куполов. 3D-исследование показало, что куполообразная поверхность является частью сложной одноклеточной структуры, содержащей тонкие нити, называемые сифонами. Эта морфология типична для некоторых современных одноклеточных морских водорослей, содержащих множество ядер.

"Мы знаем, что похожие на водоросли окаменелости имеют возраст не менее одного миллиарда лет, — говорит первый автор исследования Шу Чай. — Но до сих пор плоская, зернистая двухмерная сохранность затрудняла распознавание чего-либо большего, чем общие морфологические структуры".

Исследование предполагает, что зелёные водоросли уже были укоренены в мелководных водах мира как переработчики углекислого газа и производители кислорода до Кембрийского взрыва.

За исключением меньшего размера, Protocodium выглядит удивительно идентично современному Codium — типу зелёных водорослей, встречающихся во многих морях мира. С эволюционной точки зрения общий предок зелёных водорослей и наземных растений, как считалось, имел возраст от 1 до 1,5 миллиарда лет, но теперь, вероятно, он старше — отнесение Protocodium так близко к современной группе отодвигает в прошлое историю всего царства растений.

"Очень показательно, что такой организм оставался практически неизменным в течение, по крайней мере, 540 миллионов лет, — говорит Ария. — К эдиакарскому периоду эволюция привела его к стабильной адаптивной зоне — с тех пор ему там комфортно, и более того, вполне успешно".