Ето как изглеждаше прародителят на всички цъфтящи растения

3D модел показва първата поява на първите цъфтежи

Тази реконструкция показва как би могъл да изглежда първият цъфтеж на покритосеменни растения © Hervé Sauquet, Jürg Schönenberger
чете на глас

„Фантомна картина“ на Urblüte: Изследователите са реконструирали за първи път, както изглеждаше прародителят на всички днешни цъфтящи растения. Следователно това първо цвете беше хибрид с женски и мъжки органи. Освен това тя имаше поне десет венчелистчета, както съобщават изследователите в списание „Nature Communications“. Изненадващо, венчелистчетата са подредени в няколко кръга, а не в спирали, както се смяташе преди.

Изобретението на цъфтежа беше истински крайъгълен камък в еволюцията. Защото с нея растителният свят на земята се промени коренно и цъфтящите растения доминират оттогава в растителното царство. Днес около 90 процента от сухоземните растения принадлежат към покритосеменните растения - от незабележими билки до масивен дъб. Въпреки това, когато природата "е измислила" цветето е само грубо известно: фосилните цветен прашец и сравненията на гените сочат към генезис преди 140 до 250 милиона години.

792 вида и 27 характеристики

Но как изглеждаха цветята на тези първи цветя, беше неизвестно досега. Сега международен екип, ръководен от Херве Соке от Университета Париж-Юг, даде за първи път лице на първото цвете. Те реконструираха външния вид на първобитното цвете, като събраха разпространението на 27 важни флорални особености в съществуващите и изкопаемите покритосеменни растения.

Общо изследователите оцениха 13 444 черти на 792 цъфтящи растителни вида. От разпределението на тези черти и връзките на растенията те определят вероятността определена черта вече да присъства при последния общ прародител. В известен смисъл те създадоха един вид фантомно изображение на първичното цвете.

Уникална комбинация

Резултатът е 3D модел, който за пръв път показва своя първи цъфтеж - разкрива нещо ново. „Въпреки някои прилики със съществуващите днес цветя, няма живи цъфтящи растителни видове, които да споделят точно тази комбинация от черти“, казват Саукет и неговите колеги. Дори водните лилии, които се смятат за много примитивни, и храстът Амборела, открит само в Нова Каледония, вече ясно се различават от своя прародител. показ

В същото време реконструкцията хвърля някои куп предишни идеи за прародителя на цъфтящите растения над купчината. „За наша изненада се оказа, че оригиналният ни модел за цветя не отговаря на нито една от предложените по-рано идеи и хипотези“, казва съавторът J rg Sch nenberger от университета във Виена.

Сайтът роди както мъжки, така и женски органи с един разцвет. Herv Sauquet, J rg Sch nenberger

Urbl te беше хибрид

Така първоначалният цъфтеж бил двуполов - хибрид: притежавал е както мъжки, така и женски репродуктивни органи. Най-малко десет приноса на прашец обграждат петте женски плодни листа. Тези спирално подредени овули не образуват обрасъл яйчник, както е при много от днешните цветчета, а стояха самостоятелно, както съобщават изследователите.

Въпреки, че бисексуалността отдавна се обсъжда като оригинален метод за размножаване при покритосеменни растения, но ботаниците не бяха единни. За много много стари цъфтящи растения има едносексуални цъфтежи; в предшествениците на покритосеменните растения като иглолистни и цикади, полите дори се разпределят между различни растения.

Кръгове вместо спирали

"Фантомното изображение" също показва, че радиосиметричната обвивка на пагодата се състои от най-малко десет листенца, изглеждащи равномерно. Те все още не бяха диференцирани в зелена чашка и цветни венчелистчета. Изненадващо е подреждането на венчелистчетата: те не растат в спирала, а в три концентрични кръга, както разкри моделът.

„Този ​​резултат е особено значителен, защото много ботаници все още вярват, че в оригиналното цвете всички органи са били подредени спирално, много като семенните люспи на боров конус“, обяснява Sch nenberger. „Това оказва много, което беше написано и научено по-рано за еволюцията на блата“.

Опростено родословие на цъфтящи растения, като се започне от техния прародител (в средата). Herv Sauquet, J rg Sch nenberger

От прародителя до многообразието

Urbl te предоставя и първи индикации за това как покритосеменните растения биха могли да се развият до сегашното им многообразие: Изследователите подозират, че Urbl te по отношение на броя на техните вихри и листа не е много беше фиксиран. Дори в ранната еволюция на цъфтящите растения, цветята са могли да намалят или слеят част от венчелистчетата и вихрите си.

„Намаленият брой мухомори дори би могъл да бъде предпоставка за по-нататъшното изменение на структурата на цветята“, спекулират Сауке и неговите колеги. "Тогава това доведе до голямото разнообразие от цветни форми и стратегии за опрашване, които знаем за днешните цветя." Те се надяват, че бъдещите изкопаеми находки ще потвърдят тяхната реконструкция и ще им позволят да разберат първите етапи на развитие от първоцветния разцвет до техните наследници. (Nature Communications, 2017; doi: 10.1038 / ncomms16047)

(Природа / Университет Виена, 02.08.2017 - НПО)