Naukowcy odkryli nową skamieniałość nasion roślin, zwaną Alasemeniaktóry jest jednym z najwcześniejszych znanych przykładów nasion skrzydlatych.
Naukowcy odkryli jeden z najwcześniejszych znanych przykładów nasion skrzydlatych, dostarczając cennych informacji na temat pochodzenia i wczesnej ewolucji strategii rozprzestrzeniania się wiatru u roślin.
Badanie, opublikowane niedawno w e-Życiewyszczególnia drugie najwcześniejsze znane skrzydlate ziarno – Alasemenia – z epoki późnego dewonu, około 360–385 mln lat temu. Aby to wykazać, autorzy wykorzystują to, co redaktorzy nazywają solidną analizą matematyczną Alasemenia Nasiona trójskrzydłe są bardziej przystosowane do rozprzestrzeniania się przez wiatr niż nasiona jedno, dwu i czteroskrzydłe.
Rozsiewanie się przez wiatr w nasionach roślin jest naturalnym mechanizmem umożliwiającym roślinom rozprzestrzenianie nasion drogą powietrzną na nowe obszary. Pomaga to zmniejszyć konkurencję o zasoby, zwiększając szanse rośliny na przetrwanie. Przykłady strategii rozpraszania wiatru obejmują trzmieliny, spadochrony, takie jak mlecze i mlecze, oraz nasiona skrzydlate, takie jak klon, często nazywane nasionami „helikoptera”.
Ewolucyjne znaczenie późnego dewonu
Najwcześniejsze znane nasiona roślin pochodzą z epoki późnego dewonu. „Okres ten stanowi znaczący kamień milowy w historii roślin, ponieważ przeszły one od rozmnażania opartego na zarodnikach, jak w przypadku paproci i mchów, do rozmnażania opartego na nasionach” – wyjaśnia główny autor Deming Wang, profesor w Kluczowym Laboratorium Pasów Orogenicznych i Ewolucja skorupy, Wydział Geologii, Uniwersytet Pekiński, Pekin, Chiny. „Jednak niewiele wiadomo na temat rozprzestrzeniania się nasion przez wiatr w tym czasie, ponieważ większość skamieniałości nie ma skrzydeł i zazwyczaj jest otoczona ochronną osłoną”.
Cupule to struktury w kształcie miseczek, które częściowo otaczają nasiona, podobnie jak w przypadku żołędzi czy kasztanów (chociaż kupule dewonu nie mają tego samego pochodzenia co te współczesne) i mogą być powiązane z innymi metodami rozprzestrzeniania się, takimi jak transport wodny.
Aby lepiej zrozumieć mechanizm wczesnego rozprzestrzeniania się wiatru, Wang i współpracownicy zbadali kilka skamieniałości nasion z późnego dewonu, pochodzących z kopalni Jianchuan w mieście Xinhang w prowincji Anhui w Chinach. Na tej podstawie zidentyfikowali nowe nasiona kopalne, Alasemenia.
Najpierw opisali cechy Alasemenia poprzez uważną analizę próbek skamieniałości, w tym wykonanie plasterków w celu obejrzenia wewnętrznych struktur nasion. Znaleźli to Alasemenia nasiona mają około 25–33 mm długości i wyraźnie brakuje im kupuły, w przeciwieństwie do większości innych nasion z tego okresu. W rzeczywistości jest to jeden z najstarszych znanych zapisów dotyczących nasion bez osłonki, 40 milionów lat wcześniej, niż wcześniej sądzono.
Analiza strukturalna alasemenii
Każde nasiono jest pokryte warstwą otoczki, czyli łupiny nasiennej, która promieniuje na zewnątrz, tworząc trzy płaty przypominające skrzydła. Skrzydła te zwężają się ku końcom i wyginają się na zewnątrz, tworząc szerokie, spłaszczone struktury, które pomogłyby nasionom złapać wiatr.
Następnie zespół dokonał porównania Alasemenia do innych znanych nasion skrzydlatych z późnego dewonu: Warstenii I Guazia. Obydwa te nasiona mają cztery skrzydła – Guazi jest szeroki i płaski, i Warstenii być krótkim i prostym. Przeprowadzili ilościową analizę matematyczną, aby określić, które nasiona najskuteczniej rozprzestrzeniają się przez wiatr. To ujawniło, że posiadanie nieparzystej liczby skrzydeł, jak w Alasemeniazapewnia bardziej stabilną, wysoką prędkość wirowania, gdy nasiona schodzą z gałęzi, co pozwala im skuteczniej łapać wiatr, a tym samym rozprzestrzeniać się dalej od rośliny rodzicielskiej.
„Nasze odkrycie Alasemenia poszerza naszą wiedzę na temat początków strategii rozpraszania wiatru u wczesnych roślin lądowych” – mówi starszy autor Pu Huang, asystent naukowy w Instytucie Geologii i Paleontologii w Nanjing Chińskiej Akademii Nauk w Nanjing w Chinach. „W połączeniu z naszą wcześniejszą wiedzą nt Guazia I Warsteiniadochodzimy do wniosku, że nasiona skrzydlate w wyniku przerostu powłoki wyłoniły się jako pierwsza forma strategii rozpraszania wiatru w późnym dewonie, przed innymi metodami, takimi jak spadochrony czy pióropusze”.
„Trójskrzydłe nasiona widoczne w Alasemenia w późnym dewonie, w okresie karbońskim pojawiły się nasiona dwuskrzydłe, a w permie nasiona jednoskrzydłe” – dodaje Wang.
Odniesienie: „Alasemenia, najwcześniejsza zalążek z trzema skrzydłami i bez kopuły” autorstwa Deming Wang, Jiangnan Yang, Le Liu, Yi Zhou, Peng Xu, Min Qin i Pu Huang, 8 października 2024 r., e-Życie.
DOI: doi:10.7554/eLife.92962
