Ученые: первые цветы в мире могли произойти от пресноводных растений

Из всего, что Чарльз Дарвин понял о жизни на Земле, самую большую загадку для него составляли цветковые растения, взрывную эволюцию которых он называл «отвратительной тайной». Теперь новый анализ ископаемых видов проливает свет на то, откуда растения, называемые покрытосеменными, начали своё шествие по планете. Из воды! Неожиданная находка. 

Раньше ботаники считали, что покрытосеменные развились 160 миллионов лет назад на суше из уже существовавших в то время сухопутных растений. Подтверждало эту идею и открытие в 1999 году карликового кустарника Amborella (Амборелла), который находится в основании филогенетического древа покрытосеменных. «Существовало согласие между учёными в том, что покрытосеменные возникли на суше», — говорит эволюционный биолог из Йельского университета Майкл Донохью.  

Однако палеоботаник Дэвид Дилчер из Университета Индианы сейчас подвергает сомнению эту идею. После интенсивного исследовании более, чем 1000 образцов ископаемого растения Montsechia vidalii он с командой исследователей пришли к выводу, что  это водное растение возрастом 125 миллионов лет является близким родственником лисохвоста — современного покрытосеменного растения. Связь между ископаемым растением и лисохвостом, а также подтверждение другими древними водными растениями показывает, что в ранней стадии развития, возможно, в самом начале своей эволюции покрытосеменные заселяли пресноводные озёра и запруды. Об этом команда учёных сообщает в статье в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. (Доклады Национальной академии наук США)

С тех пор, как ископаемое растение Montsechia было обнаружено в Испанских скалах 150 лет назад, ботаники относили это растение то к хвощам, то к папоротникам, то к вечнозелёным тропическим растениям, пока не решили окончательно, что это цветковое растение. Чтобы лучше разобраться Дилчер с коллегами в течении шести лет кропотливо растворял известняк, окружавший ископаемое, открывая замысловатые структуры. Ископаемый вид и нынешний лисохвост имеют много общего, как говорит учёный. Например, анализ показал, что оба они опыляются под водой. Зерно пыльцы, отделившись от цветка, тонет и у него прорастает трубка, которая попадает в отверстие в женском цветке, где происходит оплодотворение и образуются семена. 

Это родство с лисохвостом интригует, говорит Дильчер, поскольку в 1990-е годы лисохвост считался родоначальником филогенетического древа покрытосеменных растений. Затем молекулярный анализ опроверг это мнение, поставив на место другого претендента — водяную лилию, которая, в в свою очередь, отдала этот титул Амборелле. Дилчер предлагает пересмотреть взгляд на это растение с учётом новых морфологиеских и молекулярных данных.

На основе анализа Montsechia Дильче предполагает, что покрытосеменные впервые появились в воде. Два факта особенно убеждают его в этом. Если на самом деле существует близкая связь с Montsechia, тогда лисохвосты оказываются на 10 миллионов лет старше, чем думали раньше. Это перемещает их ближе ко времени появления покрытосеменных. Кроме того, другие древние водные покрытосеменные появились независимо в то же самое время, что и Montsechia. Водяные лилии, например, впервые появились в Португалии примерно 125 миллионов лет назад. А другой древний претендент на звание «первого цветка» также является водным покрытосеменным. Он появился 125 миллионов лет назад в Китае, согласно сделанному Дильчером с коллегами в 1998 году открытию. 

Самая последняя работа Дилчера «показывает, что водные покрытосеменные растения жили одновременно в самых разных регионах Земли, а адаптация к пресной воде произошла на ранних стадиях эволюции покрытосеменных», — говорит ботаник Памела Солтис из Университета Флориды в Гейнсвиле, которая не была участником этой работы

«Эта работа даёт свежие свидетельства того, что ранние покрытосеменные растения распространялись как обитатели вод», — соглашается австралийский ботаник Тэйлор Фейлд из Университета Джеймса Кука в Таунсвилле. Но он не уверен в том, что цветковые растения назвали бы своим первым домом воду. И он, и другие учёные указывают, что хотя наземные растения столь же древние, как и водные, но у водных больше шансов сохраниться в виде окаменелостей, создавая возможные искажения.

Солтис тоже скептически относится к идее, что покрытосеменные сначала появились в воде, но она говорит о своём желании судить непредвзято. Поиски новых ископаемых остатков водных цветковых растений и нахождение их места в родословной покрытосеменных «скажет нам, были ли первые покрытосеменные растения водными или наземными».