15.06.2011

Современные хвощи стали ещё старше

Исследователи нашли новый вид ископаемого хвоща, который жил на 15 млн лет раньше предполагаемого «дня рождения» его современных родственников. Причём современные хвощи мало чем отличаются от нового древнего вида, что позволяет ещё сильнее состарить эти «живые ископаемые», пишет PhysOrg.

Когда-то хвощи царствовали среди растений палеонтологических времён, но за время мезозойской эры они и папоротники уступили место голосеменным и цветковым растениям. Ныне живущие семнадцать видов хвощевидных — лишь тень былого могущества этой группы. Тем не менее они пользуются почётом среди биологов, на правах «живых ископаемых». До сих пор ведутся дискуссии, когда именно возникли современные виды этих растений. Молекулярные исследования относят рождение современных хвощей к позднему мелу, 65 млн лет назад. В то же время палеонтологи находят ископаемые останки, чрезвычайно сходные с современными хвощами, возрастом в 136 млн лет.

Последняя находка, сделанная учёными из Кардиффского университета (Великобритания) совместно с аргентинскими коллегами, отодвигает начало истории современных хвощей на 150 млн лет.

Обнаруженный в южной Патагонии ископаемый хвощ вполне можно уподобить известному мамонтёнку Диме. Исследователи нашли не отпечатки, не фрагменты организма, а фактически «мумию» древнего хвоща. Древнее растение отыскалось в районе отложений доисторических горячих источников, где когда-то, миллионы лет назад, имела место бурная вулканическая активность. Палеобиологические открытия редки в таких уголках из-за довольно агрессивной среды, которая должна была окружать останки живых существ.

И всё-таки хвощу удалось противостоять натиску горячих подземных вод как при жизни, так и после смерти. Находки представляли фактически все органы растения: побеги, влагалища листьев, корневые системы и стробилы (органы полового размножения). Поскольку хвощи росли у горячих источников, их ткани не подверглись обычной в таких случаях консервации, а пропитались солями кремния. Кремний предохранил растения от фрагментации и обеспечил жизнь трёхмерной растительной «мумии».

Как выяснили учёные, древний хвощ мало чем отличался от современных (что и позволило сдвинуть «дату рождения» современных видов до 150 млн лет назад). Он был так же вечнозелен, рос за счёт единственного побега без боковых ответвлений, имел такие же воздушные полости в стебле. Хотя найденное растение и описали как новый вид, нельзя сказать, что за 150 млн лет в этой группе произошли какие-то заметные структурные изменения; нынешние хвощи можно назвать «самыми ископаемыми изо всех живых ископаемых».

Исключительная сохранность найденных останков вкупе с местом их обнаружения позволяют судить о том, в каких экосистемах появились эти растения. Агрессивная и влажная среда геотермальных источников заставила хвощи выработать целую сеть воздушных полостей в теле, чтобы обеспечивать воздухом как надземную часть, так и корневища. Вода горячих источников часто имеет экстремальные значения рН и содержит избыток растворённых солей. В таких условиях необходимо минимизировать потери воды самим растением, и у древних хвощей появляются соответствующие приспособления. У них возникает чрезвычайно толстый покровный эпидермис и сверх него хорошо развитая кутикула, пропитанная кремнием. Устьица, через которые все растения дышат и испаряют влагу, окружены толстыми силиконизированными запирающими клетками и расположены на нижней стороне листьев.

Вообще, как говорят исследователи, кремний помог хвощам справиться со всеми потенциальными стрессами их опасного места обитания, включая повышенные температуры и засолённость воды; и по сей день хвощи продолжают накапливать в своих тканях кремний.

Статья исследователей с описанием древнейших хвощевидных опубликована в издании American Journal of Botany.

Хвощам повезло с выбором антистрессовой защиты: стратегия, которая пригодилась древним растениям на горячих источниках, оказалась к месту вообще для экстремальных экологических ниш, будь то заболоченные, переувлажнённые участки или, наоборот, земли, страдающие засухи. Открытие геобиологов позволит скорректировать взгляды на взаимоотношения экологии и эволюции. Иначе говоря, даст повод задуматься о том, насколько серьёзно должна измениться экологическая обстановка, чтобы подвигнуть вид начать приспосабливаться к новым условиям.

Кирилл Стасевич

Источники:

1. КОМПЬЮЛЕНТА