11.02.2010

Представлен новый вариант классификации останков древних организмов возрастом около 400 миллионов лет

Американские исследователи высказали предположение о том, что останки прототакситов, существовавших 420–370 млн лет назад в силурийском и девонском периодах, образовались в результате сворачивания сплетений миксотрофных печеночных мхов.

Сворачивание скоплений мхов и образование «стволов», напоминающих останки прототакситов (здесь и далее иллюстрации из American Journal of Botany)

Первое описание останков прототакситов было представлено в 1859 году. Некоторые из них имеют гигантские размеры — до 8,8 м в длину и 1,37 м в диаметре — и напоминают стволы деревьев с характерной кольцевой структурой в поперечном сечении. Четыреста миллионов лет назад, однако, таких деревьев на Земле быть не могло.

Основным структурным элементом останков служат произвольно ориентированные неразветвленные трубочки без перегородок диаметром 18–50 мкм и длиной более 2,5 мм. По содержанию стабильных изотопов углерода прототакситы соответствуют грибам, но отнести их к этой группе организмов не позволяют некоторые особенности внутреннего строения. При анализе останков были обнаружены полимерные вещества, родственные содержащимся в клетках растений суберину и лигнину; в то же время многое указывает на гетеротрофный тип питания прототакситов, что для растений нехарактерно.

Внешний вид, сечение и внутреннее строение свернутого скопления маршанции. Масштабные полоски (слева направо): 4 мм, 1 мм, 100 мкм

Авторы предлагают рассматривать появление останков прототакситов как результат естественного сворачивания под действием ветра или воды сплетений печеночников и связанных с ними грибов и цианобактерий. Для проверки своей гипотезы они смоделировали воздействие окружающей среды, параметры которого соответствовали представлениям ученых о девонском периоде, на один из распространенных видов печеночных мхов — маршанцию Marchantia polymorpha.

В результате исследователям, как сообщается, удалось имитировать внешний вид, внутреннее строение и особенности питания прототакситов. Даже в таких условиях, которые способствуют разложению и высушиванию, ризоиды (нитевидные образования, служащие для прикрепления) M. polymorpha сохранили целостность и при сворачивании мха образовали концентрические окружности, напоминающие годовые кольца деревьев. Гифы — нити мицелия грибов, сопровождающих растущие мхи, — также пережили внешнее воздействие, приняв вид разветвленных трубочек в останках прототакситов. Наконец, нитевидные цианобактерии, обернувшиеся вокруг ризоидов M. polymorpha, напомнили биологам чрезвычайно тонкие трубочки, также обнаруживаемые в структуре останков.

Ризоиды маршанции (верхний ряд изображений) напоминают трубочки прототакситов. Масштабная полоска — 35 мкм

Миксотрофные возможности маршанции авторы оценивали при выращивании мха в среде, содержащей глюкозу. Проведенный по окончании эксперимента анализ содержания стабильных изотопов углерода показал, что растение успешно прошло это испытание: атмосферное происхождение имели менее двадцати процентов содержащегося в тканях мха углерода. Требуемые концентрации стабильных изотопов ученые получали путем изменения общего числа присутствующих при росте M. polymorpha цианобактерий.

Полученные данные свидетельствуют в пользу того, что миксотрофия и объединение с микроорганизмами были характерны даже для примитивных растений, существовавших сотни миллионов лет назад.

Полную версию отчета опубликует издание American Journal of Botany.

Дмитрий Сафин

Источники:

1. КОМПЬЮЛЕНТА