Древнейшие сосудистые растения появились в ордовике
Палеонтологи обнаружили в Саудовской Аравии, в отложениях, относящихся к концу ордовикского периода (444–450 млн лет) споры примитивных сосудистых растений. До сих пор считалось, что сосудистые растения появились 425 миллионов лет назад, в силуре. Новое открытие отодвигает дату их возникновения примерно на 20 миллионов лет назад. Статья об исследовании опубликована в журнале «Science».
Наземные растения подразделяют на две большие группы – моховидные (бриофиты) и сосудистые, которые, в свою очередь, делятся на споровые и семенные. О самых древних наземных растениях известно немного. Найдены только их споры, так называемые «криптоспоры» (cryptospores), очень похожие на споры примитивных мхов. Видимо, первые наземные растения были родственны мхам. Они были очень однообразны – практически по всей Земле криптоспоры имеют сходное строение. Вероятно, первая наземная растительность напоминала тонкий моховой ковер на влажных и заболоченных участках суши. Они очень сильно зависели от уровня влажности и от своих предков – водорослей, ушли в этом плане не очень далеко.
Первыми сосудистыми растениями были риниофиты – вымершая группа споровых растений. Их споры, так называемые трилетные споры, появляются в палеонтологической летописи уже в конце ордовика, как теперь выяснили палеонтологи. Трилетные споры отличаются от криптоспор тем, что они распространяются поодиночке (криптоспоры всегда образуют связки по две или четыре), и тем, что имеют характерную тетраэдрическую форму и Y-образную складку на поверхности. Трилетные споры лучше противостоят высыханию. Первые трилетные споры имели гладкую оболочку, однако вскоре их оболочка стала орнаментированной.
До сих пор палеонтологам удавалось обнаружить в отложениях старше 425 миллионов лет только примитивные трилетные споры с гладкой оболочкой. Они были найдены в отложениях верхнего ордовика в Турции. Но по тем находкам говорить о времени возникновения сосудистых растений было сложно – во-первых, находки были единичными, во-вторых, не совсем понятно, каким именно растениям принадлежали гладкие споры.
Теперь же в Саудовской Аравии обнаружили достоверные трилетные споры с орнаментированной оболочкой. Споры нашли в 37 образцах, полученных в ходе бурения нефтяных скважин. Возраст самых древних из этих образцов составляет около 450, самых молодых — около 444 млн лет.
В конце ордовика территории нынешних Саудовской Аравии и Турции находились на севере суперконтинента Гондвана. Видимо, именно там и зародились сосудистые растения. Но долгое время они не покидали своей «эволюционной колыбели», а на планете доминировали примитивные моховидные со своими криптоспорами. Возможно, расселению сосудистых растений помогло великое оледенение, случившееся на границе ордовика и силура. После него риниофиты начали расселяться по всем континентам. Но доминирующее положение они заняли еще позже – в конце силура – начале девона.
Открытие трилетных спор в отложениях верхнего ордовика интересно не только тем, что сосудистые растения оказались старше, чем мы думали, почти на 20 миллионов лет, но и тем, что оно показывает – даже продвинутые, потенциально очень перспективные группы живых организмов могут долгое время, десятки миллионов лет, оставаться эндемиками в каком-то районе и ждать своего часа, пока какое-либо изменение в окружающей среде не откроет перед ними двери для большого эволюционного рывка.
На фото — трилетные споры, обнаруженные палеонтологами в отложениях позднего ордовика Саудовской Аравии. О них и идет речь в статье. Длина масштабной линейки 10 мкм.
Источник: elementy.ru
Источник
Китайские ученые доказали колонизацию суши первыми растениями 444 млн лет назад
Сосудистые растения заселили землю в раннем силурийском периоде 444 млн лет назад. Об этом сообщает Институт геологии и геофизики Китайской академии наук.
Сосудистые — это обширная клада растений, к которой относятся почти все современные виды высших растений, включая цветковые и папоротниковые. Однако к этой же кладе относились и первые наземные растения Земли. Крайне важно выяснить, когда на суше появились первые заросли наземных растений, однако точное время колонизации суши ими остается спорным из-за редкости подходящих палеонтологических остатков. Из-за этого нет данных о том, как выглядели эти первые леса, известно лишь, что у первых сосудистых не было полноценных корней и листьев, и внешне они скорее напоминали гигантский камыш.
Фэнь Синьбинь и его коллеги решили датировать эпоху первого заселения суши этими растениями. Для этого они измерили соотношение изотопов ртути-199 и ртути-200 в «окаменелых лесах», найденных в Южном Китае. Листья растений, отпечатавшиеся в камне, извлекали эти изотопы из атмосферы, благодаря чему осадочные породы, сформировавшиеся в их присутствии, содержат значительно меньше ртути-199 и ртути-200, чем аналогичные минералы, возникшие в других регионах Земли, лишенных растительного покрова. Палеонтологи измерили доли ртути-199 и ртути-200 в породах, сформировавшихся в различные эпохи палеозойской эры, начиная с кембрийского периода 520 млн лет назад и заканчивая пермским периодом 250 млн лет назад. Выяснилось, что низкие доли ртути-199 и ртути-200 были характерны не только для отложений середины девонской эры, но и для пород, сформировавшихся 444 млн лет назад, в начале силура.
Это говорит о том, что как минимум в Южном Китае растения колонизировали сушу примерно на 14 млн лет раньше, чем считалось до этого.
Ранее астрономы раскрыли секрет кометного хвоста у астероида Фаэтон.
Источник
Палеонтологи уточнили время и место появления сосудистых растений
Риния — одно из древнейших сосудистых растений (ранний девон, около 410 млн лет назад). Риния и ее родственники (псилофиты, или риниофиты) не имели ни листьев, ни настоящих корней. Изображение с сайта universe-review.ca
В Саудовской Аравии в отложениях возрастом 444–450 млн лет (конец ордовикского периода) обнаружены споры сосудистых растений — группы, к которой относятся псилофиты, хвощи, плауны, папоротники, голосеменные и цветковые, то есть все высшие растения, кроме мхов. До сих пор бесспорные ископаемые остатки сосудистых растений были известны лишь начиная с середины силура (около 425 млн лет назад). Находка не только отодвинула в прошлое момент появления сосудистых растений, но и указала на место этого события — северную часть суперконтинента Гондвана, откуда сосудистые растения позже распространились по всему миру.
Наземные растения подразделяются на две большие группы: бриофиты (моховидные) и сосудистые. Последние, в свою очередь, делятся на споровые (хвощи, плауны, папоротники, вымершие риниофиты) и семенные (голосеменные, покрытосеменные).
Первые наземные растения появились не позднее середины ордовикского периода (около 465 млн лет назад). Их предками, скорее всего, были харовые водоросли. Древнейшие наземные растения почти не оставили следов в палеонтологической летописи, если не считать характерных спор, получивших название «криптоспоры» (cryptospores). Похожие споры ныне производят самые примитивные представители мохообразных — печеночники. На основе этого сходства, а также ряда других фактов, считается, что первые наземные растения были близки к мохообразным.
Криптоспоры широко распространены в отложениях ордовикского и силурийского периодов по всему миру. При этом они имеют весьма однообразное строение. Это говорит о том, что древнейшие мохообразные имели обширные ареалы и низкий уровень видового разнообразия. Это были эврибионтные (экологически непритязательные) растения, которые могли расти практически везде, где было достаточно влажно. По-видимому, влажные участки всех континентов в то время покрылись однообразной порослью мелких моховидных растений. Эта первичная наземная флора просуществовала без особых изменений свыше 30 млн лет — до тех пор, пока ей на смену не пришли новые растительные сообщества, в которых преобладали сосудистые растения.
Положение континентов в середине ордовикского периода, когда растения начали осваивать сушу. Изображение с сайта www.scotese.com
Появление сосудистых растений, которые, в отличие от мохообразных, способны гораздо более эффективно противостоять высыханию, было одним из важнейших событий в эволюции наземной биоты. До сих пор считалось, что первые сосудистые растения появились в середине силурийского периода, примерно 420–430 млн лет назад. Об этом свидетельствует появление в палеонтологической летописи нового типа спор — так называемых трилетных спор с плотной орнаментированной оболочкой, а также первых фрагментарных остатков самих сосудистых растений. Трилетные споры отличаются от криптоспор, во-первых, тем, что они распространяются поодиночке (криптоспоры всегда образуют диады или тетрады), во-вторых, трилетные споры имеют характерную тетраэдрическую форму и Y-образную складку на поверхности (см. Спорангии и споры). В отличие от криптоспор и тех спор, которые производятся современными мохообразными, трилетные споры способны эффективно противостоять высыханию. Более или менее целые отпечатки примитивных сосудистых растений — риниофитов, или псилофитов, — известны начиная с конца силура и становятся многочисленными в раннем девоне (примерно 410–415 млн лет назад).
Новое открытие, о котором палеонтологи из Бельгии, Франции, Великобритании и Саудовской Аравии сообщили в последнем номере журнала Science, отодвигает момент появления сосудистых растений на 20 млн лет в прошлое. Исследователи обнаружили многочисленные трилетные споры, в том числе с орнаментированной оболочкой, в позднеордовикских отложениях на севере Саудовской Аравии, которая в ордовике входила в состав суперконтинента Гондваны. Споры обнаружены в 37 образцах, полученных в ходе бурения нефтяных скважин. Возраст самых древних из этих образцов составляет около 450, самых молодых — около 444 млн лет.
A — стратиграфическое распространение ископаемых остатков древнейших наземных растений. Показана стратиграфическая шкала от среднего ордовика до раннего девона. Слева — возраст в млн лет. Справа — важнейшие палеонтологические находки. 1 — древнейшие криптоспоры, 2 — древнейшие находки спорангиев, содержащих криптоспоры, 3 — трилетные споры с гладкой оболочкой, найденные в Турции, которые до сих пор являлись самыми древними из известных трилетных спор, 4 — орнаментированные трилетные споры, считавшиеся древнейшими до публикации обсуждаемой статьи, 5 — древнейшие отпечатки фрагментов сосудистых растений, 6 — древнейшие ископаемые сосудистые растения с сохранившимися проводящими тканями. Черная полоска показывает временной интервал, из которого происходят образцы, рассматриваемые в данной работе. B–I — ископаемые трилетные споры из позднего ордовика Саудовской Аравии. Длина масштабной линейки 10 мкм. Изображение из обсуждаемой статьи в Science
Ранее немногочисленные трилетные споры (правда, более примитивные — с гладкой, а не орнаментированной оболочкой) были найдены в отложениях конца ордовикского периода (444 млн лет назад) в Турции, которая тоже находилась в то время в северной части Гондваны. Турецкие находки сами по себе еще не позволяли с абсолютной уверенностью говорить о существовании сосудистых растений в ордовике: во-первых, эти находки были единичными, во-вторых, не было найдено спор со сложной орнаментированной оболочкой. Теперь же стало ясно, что настоящие сосудистые растения (вероятно, примитивные риниофиты) существовали на севере Гондваны задолго до конца ордовикского периода. По всей видимости, этот регион был центром происхождения сосудистых растений. В отличие от своих предполагаемых предков — мохообразных, размножавшихся при помощи криптоспор, — первые сосудистые растения быстро достигли высокого уровня видового разнообразия (и, следовательно, экологической специализации). Об этом свидетельствует разнообразие трилетных спор, найденных в Саудовской Аравии.
В течение ордовика сосудистым растениям не удавалось выйти за пределы своей «исторической родины» (поскольку в других регионах в ордовикских отложениях трилетные споры не обнаружены, несмотря на хорошую изученность этих отложений).
В самом конце ордовика имело место одно из крупнейших в истории Земли оледенений. Ледники покрыли большую часть Гондваны, но сосудистые растения сумели пережить этот неблагоприятный период. В раннем силуре, после отступления ледников, они начали распространяться за пределы родного континента, постепенно вытесняя первичную флору их моховидных растений, размножавшихся при помощи криптоспор. Однако занять по-настоящему господствующее положение в растительных сообществах сосудистым растениям удалось лишь много позже, в конце силура — начале девона.
Источник: Philippe Steemans, Alain Le Hérissé, John Melvin, Merrell A. Miller, Florentin Paris, Jacques Verniers, Charles H. Wellman. Origin and Radiation of the Earliest Vascular Land Plants // Science. 2009. V. 324. P. 353.
Источник