Według badaczy z Penn State, którzy zidentyfikowali te rośliny, starożytne kopalne ziarna wielkości współczesnych limonek mogą dostarczyć nowego wglądu w ewolucję dzisiejszych różnorodnych lasów deszczowych Azji Południowo-Wschodniej i Australii.
Naukowcy ustalili, że skamieniałości, które należą do największych nasion w zapisie kopalnym, reprezentują wymarły obecnie rodzaj roślin strączkowych, który żył w Azji Południowo-Wschodniej i był blisko spokrewniony ze współczesnym Castanospermum, znanym jako drzewo fasoli czarnej. Drzewo to występuje obecnie tylko w przybrzeżnych lasach deszczowych północnej Australii i sąsiednich wysp.
Badanie przeprowadzone we współpracy z paleontologami z Indonezji, Kanady, Wielkiej Brytanii i innych części Stanów Zjednoczonych zostało niedawno opublikowane w czasopiśmie International Journal of Plant Sciences.
Spostrzeżenia ze skamieniałości z epoki eocenu
Skamieniałości odkryte na indonezyjskim Borneo pochodzą z okresu eocenu, około 34–40 milionów lat temu. Sugerują, że przodkowie fasoli czarnej migrowali z Azji do Australii podczas zderzenia płyt tektonicznych, które zjednoczyło masy lądowe i umożliwiło wymianę roślin i zwierząt między kontynentami. Zderzenie płyt tektonicznych Azji Południowo-Wschodniej i Australii, które rozpoczęło się około 20 milionów lat temu i trwa do dziś, doprowadziło do dużej wymiany roślin i zwierząt gatunek między lądami – twierdzą naukowcy.
Odkrycia dostarczają pierwszych makroskamieniałych dowodów na przemieszczenie się linii roślin z Azji do Australii po zderzeniu tektonicznym między Azją a Australią – twierdzą naukowcy. Skamieniałości to także najstarsze określone kopalne rośliny strączkowe – rodzina fasoli – z Archipelagu Malajskiego i pierwszy na świecie zapis kopalny dotyczący roślin spokrewnionych z fasolą czarną.
„Te skamieniałe nasiona sugerują, że starożytni krewni Castanospermum wyemigrowali do Australii z Azji Południowo-Wschodniej podczas zderzenia tektonicznego, a później wyginęli w Azji” – powiedział Edward Spagnuolo, doktorant na Wydziale Nauk o Ziemi w Penn State i główny autor książki badanie.
Pokonywanie wyzwań w Fossil Collection
Odkrycia te podważają większość istniejących bezpośrednich dowodów makroskamieniałości na migracje roślin, które reprezentują linie, które przeniosły się z Australii do Azji. Według naukowców brak bezpośrednich dowodów na przemieszczanie się z Azji do Australii przynajmniej częściowo wynika ze słabych zapisów kopalnych roślin na Archipelagu Malajskim, który obejmuje Filipiny, Indonezję, Timor Wschodni, Papuę Nową Gwineę i części Malezji .
„W tej części świata naprawdę trudno jest zbierać skamieniałości” – powiedział Spagnuolo. „Większość skał powierzchniowych została zniszczona przez ulewne deszcze tropikalne lub pokryta roślinnością, rolnictwem i budynkami, więc istnieje niewiele miejsc do poszukiwania skamieniałości poza kopalniami i kamieniołomami. Istnieje również bardzo uboga infrastruktura paleontologiczna. Mamy szczęście, że współpracujemy z indonezyjskimi paleontologami z Institut Teknologi Bandung na Jawie, dzięki którym ta praca jest możliwa”.
Odkrycia terenowe i analiza skamieniałości
Międzynarodowy zespół badawczy, w tym Peter Wilf, profesor nauk o Ziemi w Penn State, zebrał skamieniałości w 2014 roku z pokładów kopalni węgla w Południowym Kalimantanie na indonezyjskim Borneo. Kolekcja obejmowała trzy duże ziarna fasoli, próbki pyłku i około 40 liści. Oprócz roślin zespół odkrył także różnorodne skamieniałe ślady ptaków, w których zagrzebano ślady zwierząt morskich bezkręgowce i skamieniałe szczątki żółwi, a także inne skamieniałości niedawno opublikowane lub będące przedmiotem ciągłych badań.
Nasiona należą do największych w zapisie kopalnym, z wyjątkiem orzechów kokosowych i niektórych innych palm. Naukowcy twierdzą, że rosły w strąku, który najprawdopodobniej osiągał długość do 3 stóp, czyli długość kija baseballowego, i zawierał do pięciu nasion.
Po pracach terenowych skamieniałości wypożyczono do stanu Penn, gdzie nasiona poddano obrazowaniu za pomocą tomografii komputerowej. Spagnuolo i Wilf przeanalizowali taksonomię kopalnych ziaren fasoli, opisując cechy anatomiczne przydatne do identyfikacji, i odkryli, że najbardziej przypominają one współczesne Castanospermum, które nie miało wcześniejszych przedstawicieli w postaci skamieniałości.
„Chociaż niektóre cechy tych skamieniałości są wspólne dla roślin strączkowych, poza Castanospermum nie ma żadnej skamieniałej lub żywej grupy roślin strączkowych, która posiadałaby kombinację cech ściśle odpowiadających skamieniałościom” – powiedział Spagnuolo. „To sprawia, że jesteśmy pewni naszej identyfikacji.”
Skamieniałe nasiona nazwano Jantungspermum gunnelii. Nazwa rodzaju nawiązuje do kształtu serca skamieniałości — jantung oznacza po indonezyjsku serce, a spermum po łacinie oznacza nasienie. Nazwa gatunku nawiązuje do zmarłego Gregga Gunnella, paleontologa kręgowców, dawniej pracującego w Centrum Lemurów na Duke University, który prowadził wycieczkę terenową.
Naukowcy twierdzą, że rośliny strączkowe to zróżnicowana rodzina roślin kwiatowych, licząca obecnie około 20 000 gatunków, w tym wiele dużych drzew tropikalnych. Jednak pomimo ich obfitości i różnorodności we współczesnych ekosystemach, nasiona te są jedynymi określonymi skamieniałościami roślin strączkowych sprzed okresu neogenu, czyli okresu między 2,6 miliona a 23 milionami lat temu, w wilgotnych tropikach Azji Południowo-Wschodniej.
„Tropiki to najbardziej zróżnicowany biom na Ziemi” – powiedział Wilf. „Z zapisu kopalnego wiemy bardzo niewiele na temat ewolucji ekosystemów tropikalnych, zwłaszcza w Azji, mimo że ryzyko wyginięcia szybko rośnie, a co roku tracimy ogromne obszary w wyniku wylesiania. Grupa paleobotaniki z Penn State pracuje nad tym problemem w terenie wraz z kolegami z kilku krajów azjatyckich, a nowa gigantyczna kopalna fasola z Borneo jest fantastycznym przykładem potencjału odkrywczego”.
Odkrycia te potwierdzają obecność roślin strączkowych w Azji Południowo-Wschodniej i wypełniają krytyczną lukę w zapisie kopalnym – twierdzą naukowcy.
„Mamy wspaniałe skamieniałości roślin strączkowych dla dużej części świata, ale nie dla Azji Południowo-Wschodniej” – powiedział Spagnuolo. „Nasza praca podkreśla zaniedbany potencjał paleobotaniczny tego regionu i potrzebę pobierania większej liczby próbek skamieniałości z Archipelagu Malajskiego”.
Odniesienie: „Gigantyczne nasiona istniejącej australijskiej linii roślin strączkowych odkryte w eocenie na Borneo (południowy Kalimantan, Indonezja)”: Edward J. Spagnuolo, Peter Wilf, John-Paul Zonneveld, David Shaw, Aswan, Yan Rizal, Yahdi Zaim, Jonathan I. Bloch i Russell L. Ciochon, 25 lipca 2024 r., International Journal of Plant Sciences.
DOI: 10.1086/730538
Towarzystwo National Geographic, amerykańska Narodowa Fundacja Nauki i Penn State wsparły badaczy zaangażowanych w te prace.
