Новое доисторическое насекомое, названное в честь Чарльза Дарвина, поставило под сомнение представление о том, что появление цветковых растений в конце эры динозавров привело к появлению первых опылителей, говорится в статье, опубликованной в журнале Current Biology.

"Открытие этого опылителя голосеменных растений крайне важно для нас, так как оно говорит о наличии четырех типов опылителей, существовавших задолго до начала эпохи доминирования цветковых растений. Все эти типы существуют сегодня, хотя их первые представители вымерли. Более того, потомки этих жуков существуют до сих пор, только они теперь опыляют цветковые растения", — рассказывает Конрад Лабандейра (Conrad Labandeira) из Смитсоновского музея естественной истории в Нью-Йорке (США).

Традиционно считается, что первые цветковые растения, появившиеся на Земле около 100 миллионов лет назад, в начале мелового периода, произвели революцию в мире флоры и растительноядных существ. Их главным оружием в конкурентной борьбе с папоротниками и прочими голосеменными растениями стало то, что они заручились поддержкой новых союзников — насекомых и прочих опылителей.

Насекомое Дарвина, уничтожившее миф о связи цветочных растений и опылителейОпыление цветков при помощи насекомых в обмен на порции нектара и другой пищи помогло современным растениям быстро вытеснить саговники, папоротники и другие голосеменные растения, опиравшиеся на ветер в опылении и разносе своих семян. Их сверхбыстрое распространение в середине и конце мелового периода, как считают сегодня некоторые ученые, могло даже послужить причиной или ускорить вымирание динозавров, не способных есть жесткие листья и ветви цветковых растений.

Лабандейра и его коллеги сделали открытие, которое заставляет усомниться в ведущей роли насекомых в этом процессе. Изучая кусочки янтаря, найденные в Испании в отложениях середины Юрского периода, ученые нашли в одном из них жука, похожего по своей анатомии и размерам на современных жуков-узкокрылок, питающихся пыльцой растений.

На этом сходства между ними не заканчивались- жук, получивший имя Darwinylus marcosi, был со всех сторон облеплен зернами пыльцы, чье общее количество, по подсчетам ученых, превышало сотню. Эта пыльца, как показывает возраст кусочка янтаря и форма ее зерен, принадлежала не раннему цветочному растению, а какому-то вымершему виду саговников.

Как считает Лабандейра, это открытие говорит о том, что традиция опылять свои соцветия при помощи насекомых  была "изобретена" не цветочными растениями, а их предшественниками, которые наладили "партнерские" отношения с беспозвоночными как минимум за 35 миллионов лет до появления цветочных растений, в то время, когда жили Darwinylus marcosi.

По словам палеонтолога, его коллеги уже находили других насекомых, предположительно опылявших голосеменные растения, однако узкокрылки Darwinylus marcosi стал первыми существами, о ком это можно сказать однозначно.

То, что современные узкокрылки перешли на питание пыльцой современных растений, говорит о том, что их предыдущие партнеры по каким-то причинам не выдержали конкуренции с цветковыми растениями, и это вынудило узкокрылок "перепрофилироваться" и занять новую экологическую нишу.

Почему это произошло, и почему цветы победили папоротники, саговники, гингко и хвойные растения в этой борьбе, ученые пока не знают.  Возможно, что новые янтарные находки прольют свет на этот вопрос.

Источник: РИА Новости

Палеоэнтомологи установили, что пчелы, появившиеся вскоре после вымирания динозавров, без разбора садились на разные цветы, чтобы подкрепиться, но когда дело заходило о пище для их личинок, они летели к строго определенным растениям.

Окаменелости пыльцы и пчелОб этом говорится в статье швейцарских и американских ученых, опубликованной в журнале Current Biology.

Чтобы понять, как работали процессы опыления в прошлом, специалисты уже давно занимаются исследованием пыльцы, которая налипала на древних насекомых. Так, в 2012 году ученые разглядели пыльцу гинкго на трипсах из нижнемелового янтаря. Недавно пыльца беннеттитовых, вымерших голосеменных растений, была найдена на брюшке мух, также живших в меловом периоде.

Авторы статьи решили сосредоточиться на самых известных опылителях - пчелах (семейство Apidae). Они проанализировали 11 отпечатков ископаемых пчел, относящихся к 6 видам из трибы Electrapini и живших в середине эоцена. Пчелы происходят из знаменитых немецких местонахождений Эквельд и Мессель, возраст находок составляет 44-48 миллионов лет.

Выяснилось, что голова, грудь и брюшко пчел были перепачканы пыльцой самых разных растений. Всего ученые насчитали здесь 12 разновидностей пыльцы, относящихся к 8 семействам. Однако пыльца, собранная в корзиночки (специальные группы щетинок) на задних конечностях пчел оказалась куда более однородной - она относится всего к трем видам растений, причем для всех них характерно одно и то же строение цветка.

Пыльца в корзиночках предназначалась для личинок пчел. На другие же участки тела она попадала, когда пчелы садились на цветы, чтобы полакомиться нектаром и удовлетворить собственный голод. Следовательно, при сборе пропитания для потомства пчелы были куда более разборчивы, чем обычно. Возможно, это связано с тем, что только цветы с определенным расположением тычинок позволяют собрать свою пыльцу в корзиночки.

Открытие доказывает, что уже в эоцене существовали насекомые, которые находили промежуточный путь между двумя крайностями - с одной стороны, узкой специализацией на опылении какого-то одного вида растений, с другой стороны - полной неразборчивостью в посещении цветков.

Источник: infox.ru

Цветковые растения, характерные для современной земной флоры, появились не в меловом периоде, как это считалось прежде, а намного раньше. Швейцарские палеонтологи обнаружили их окаменевшую пыльцу в горных породах триасового возраста, что говорит о том, что история цветковых по меньшей мере на 100 млн лет длиннее и они начали свою эволюцию практически одновременно с первыми динозаврами.

Изображение пыльцыГосподствующие сегодня цветковые произошли от вымерших растений, связанных с хвойными, гинкго, цикадовыми и семенными папоротниками. Наиболее древними окаменелостями цветковых считается пыльца – ее небольшие, прочные и многочисленные зернышки найти намного легче, чем ископаемые цветы или листья. Изучение пыльцы со временем выделилось даже в отдельную науку, которая называется палинология.

Непрерывная последовательность пыльцы ископаемых цветковых начинается в раннем мелу, примерно 140 млн лет назад, и прослеживается до наших дней. На этом основании палеонтологи полагали, что первые цветковые растения появились как раз в меловом периоде. Но находка, сделанная Питером Хочули и Сюзанной Файст-Букхардт из университета Цюриха, показывает, что цветковые росли на нашей планете по меньшей мере на 100 млн лет раньше – еще в раннем триасе. Возможно, что их история уходит в прошлое еще дальше.

Фотография пыльцы триасового периода.Хочули и Файст-Букхардт изучали два керна (столбика горных пород, получаемых при бурении геологических скважин), происходящих из северной Швейцарии. Внутри пород возрастом 252-247 млн лет они нашли пыльцевые зерна, напоминающие пыльцу самых ранних из известных науке цветковых растений. С помощью конфокальной лазерной сканирующей микроскопии им удалось получить изображения с высоким разрешением в трех измерениях сразу шести различных типов пыльцы.

Это не первая находка древнейших пыльцевых зерен, открытых Хочули и Файст-Букхардт. В 2004 году они описали достоверную пыльцу, несколько отличающуюся от цветковых, из среднетриасовых кернов, поднятых со дна Баренцева моря южнее Шпицбергена. Их новая работа посвящена растениям, росшим на 3000 км южнее. "Мы считаем, что даже самые осторожные ученые теперь признают, что цветковые растения эволюционировали задолго до мелового периода", – заявил Хочули.

Согласно современным палеоэкологическим реконструкциям, в триасовом периоде и окрестности Шпицбергена, и территория современной Швейцарии находились в субтропическом поясе. Однако климат на юге был намного суше, чем на севере, а из этого следует, что уже самые ранние цветковые отлично чувствовали себя в самых разных экологических обстановках. Судя по деталям строения пыльцы, эти растения уже опылялись насекомыми, переносившими зерна пыльцы от цветка к цветку.

Многие ученые и раньше пытались оценить возраст цветковых растений, используя для этого, в частности, "молекулярные часы", пишет PhysOrg. Но до сих пор приемлемой точности результата получить не удавалось – в зависимости от набора данных и использованных методик появление первых цветковых приходилось то на мел, то на триас. "Вот почему находка пыльцы ранних цветковых в триасовых породах является такой важной", – отметил Хочули.

Статья "Angiosperm-like pollen and Afropollis from the Middle Triassic (Anisian) of the Germanic Basin (Northern Switzerland)" доступна на сайте Frontiers

 Читайте так же, как птерозавры помогли цветковым растениям завоевать мир.

Истчоник: PaleoNews

 Ученые открыли общий механизм межклеточной коммуникации. У животных он задействован в работе мозга, а у цветковых растений — в размножении.

Резухови́дка Та́ля (лат. Arabidópsis thaliána) ВикипедияМеждународная команда исследователей выяснила, что пыльца растений, содержащая мужские половые клетки, взаимодействует с пестиком по тому же самому биохимическому пути, что и нервные клетки в мозге животных. Это не только добавляет знаний о размножении растений, но и убедительно доказывает сходство всего живого.

Что происходит в цветке

При опылении цветковых (покрытосеменных) растений пыльцевое зерно попадает на рыльце пестика и при благоприятных условиях прорастает. Из него тянется пыльцевая трубка, которая доходит до завязи пестика и служит каналом для проведения мужских половых клеток – спермиев. Достигая семяпочки (яйцеклетки) в завязи, один спермий оплодотворяет ее, а другой, сливаясь с полярными тельцами, образует эндосперм – запасающую ткань семени. Такой процесс называют двойным оплодотворением. На рост пыльцевой трубки влияют такие факторы, как концентрация ионов водорода (рН) и ионов кальция. Но суть их влияния до сих пор не была известна.

Универсальные каналы

Группа Хосе Фейджо (José Feijó), профессора Лиссабонского университета (Universidade de Lisboa), изучала данный процесс у табака и резуховидки Таля (Arabidópsis thaliána). Ученые обнаружили, что рост пыльцевой трубки у этих растений обеспечивают те же самые кальциевые каналы, что и в нейронах. Это глутаматные рецепторы – у растений их назвали глутамат-подобными рецепторами GLR (Glutamate receptors-like). Известно, что они играют ключевую роль в проведении нервного импульса, в работе синапсов и, в конечном счете, в процессах обучения и памяти. Их патологию считают причиной многих заболеваний: рассеянного склероза, болезни Альцгеймера, болезни Хантингтона и других. Совершенно неожиданным оказалось участие GLR в размножении растений. Биологи нашли и гены, ими управляющие, у резуховидки таких генов насчитали 20.

Чтобы выяснить роль рецепторов-каналов, биологи применили несколько разных методов: использовали стимулирующие и тормозящие вещества, измеряли микроэлектродами электрический ток в ткани растения и, наконец, выводили мутантов. Они выяснили, что работу рецепторов-каналов стимулирует аминокислота D-серин (D-Ser). Это редкая аминокислота, и до сих пор считали, что ее роль ограничивается только работой в нервной системе.

Средство управления

Оказалось, что D-серин действует на GLR каналы в верхушке пыльцевой трубки, вызывает усиление кальциевой проводимости и деполяризацию мембраны. Это совершенно новый сигнальный механизм для растений. Если удалить аминокислоту или иным способом заблокировать GLR каналы, пыльцевая трубка перестает расти или деформируется. Растение при этом становится стерильным, не образует семена.

Сама же аминокислота D-серин образуется в женском половом органе – в завязи пестика. Таким образом, пестик управляет ростом пыльцевой трубки и направляет мужские половые клетки прямо к цели.

Открытие интересно с нескольких сторон. Во-первых, ученые нашли молекулярную природу кальциевых каналов у растений, что оставалось загадкой в течение многих лет. Во-вторых, узнали новое о размножении растений. И, в-третьих, получили доказательство общности фундаментальных процессов у растений и животных. «Мы нашли, что в межклеточной коммуникации у животных и растений участвуют одни и те же структуры, — говорит Хосе Фейджо. — Это показывает, что эволюция повторяет найденные ей успешные механизмы снова и снова».

О том, что объединяет нас с пестиками и тычинками, ученые написали в журнале Science.

Источник: Infox.ru

Первые цветковые растения появились в начале триасового периода 252 - 247 млн лет назад вместе с первыми динозаврами. Об этом говорит найденная на дне Баренцева моря в Швейцарии окаменевшая пыльца.

Подробнее...