See nägi välja kõigi õistaimede esivanem

3D-mudel näitab esimeste õitsengute esimest ilmumist

See rekonstrueerimine näitab, kuidas võis välja näha kõige esimene võrsete õis © Hervé Sauquet, Jürg Schönenberger
ettelugemist

Urblüte "fantoompilt": teadlased rekonstrueerisid seda esimest korda, nagu nägid välja kõigi tänapäeva õistaimede esivanemad. See päris esimene lill oli seega hübriid nii emas- kui ka meessuguorganiga. Lisaks oli tal vähemalt kümme kroonlehte, nagu teadlased teatavad ajakirjas "Nature Communications". Üllatavalt on kroonlehed paigutatud mitmesse ringi, mitte spiraalidesse, nagu varem arvati.

Õitsemise leiutis oli tõeline verstapost evolutsioonis. Kuna koos temaga muutus maa taimemaailm põhimõtteliselt ja sellest ajast alates domineerivad taimeriigis õistaimed. Praegu kuulub umbrohutõrjesse umbes 90 protsenti maismaataimedest - silmapaistmatutest ravimtaimedest kuni massiivse tammeni. Kuid kui loodus "leiutas" lille, on see ainult umbkaudselt teada: fossiilide õietolmu terad ja geenide võrdlused osutavad geneesile 140 kuni 250 miljonit aastat tagasi.

792 liiki ja 27 omadust

Kuid kuidas need kõige esimesed lilled välja nägid, polnud seni teada. Nüüd on Lõuna-Pariisi ülikoolist Hervé Sauquet'i juhitud rahvusvaheline meeskond andnud esmakordselt esmapilgul lillele näo. Nad rekonstrueerisid ürgse lille väljanägemise, kogudes 27 olulise lilleelemendi jaotuse olemasolevates ja fossiilsetes paljandikes.

Kokku hindasid teadlased 792 õistaimeliigi 13 444 tunnust. Nende tunnuste jaotuse ja taimede seoste põhjal määrasid nad tõenäosuse, et konkreetne tunnusjoon oli olemas juba viimasel ühisel esivanemal. Teatud mõttes lõid nad primaarlille omamoodi fantoompildi.

Ainulaadne kombinatsioon

Tulemuseks on 3D-mudel, mis näitab esimest korda oma esimest õitsemist - paljastades midagi uut. "Hoolimata mõningatest sarnasustest tänapäevaste olemasolevate lilledega, pole ühtegi elavat õistaimeliiki, millel oleks täpselt see tunnuste kombinatsioon, " ütlevad Sauquet ja tema kolleegid. Isegi väga ürgseteks peetavad vesiroosid ja ainult Uus-Kaledooniast pärit Amborella põõsas erinevad juba esivanematest selgelt. kuva

Ühtlasi viskab rekonstrueerimine vaia kohale mõned varasemad ideed õistaimede esivanemast. "Meie üllatuseks selgus, et meie algupärane lillemudel ei vastanud ühelegi varem välja pakutud ideele ja hüpoteesile, " ütleb kaasautor J rg Sch nenberger Viini ülikoolist.

Kohal olid ühe õie sees nii mees- kui ka naisorganid. Herv Sauquet, J rg Sch nenberger

Urbl te oli hübriid

Seega oli algne õitseng kahepoolne - hübriid: sellel olid nii meeste kui ka naiste reproduktiivorganid. Viis naissoost puuviljalehte ümbritsevad vähemalt kümme õietolmu kandvat kandelehte. Need spiraalselt paigutatud munarakud ei moodustanud ülekasvanud munasarja, nagu paljude tänapäeva õite puhul, vaid jäid üksinda, nagu väidavad teadlased.

Biseksuaalsusest on küll juba pikka aega räägitud kui paljunemisloomade originaalseks paljunemismeetodiks, kuid botaanikuid see ei ühendanud. Paljude väga vanade õistaimede õitsemine on üheharuline, angiospermide eelkäijates, näiteks okaspuud ja kahejalgsed, jagunevad suguharud isegi erinevate taimede vahel.

Spiraalide asemel ringid

"Fantoompilt" näitab ka seda, et pagoodi radiórsümmeetriline kest koosnes vähemalt kümnest ühtlase välimusega kroonlehest. Neid ei eristatud veel rohelisteks tupplehtedeks ja värvilisteks kroonlehtedeks. Üllatav on kroonlehtede paigutus: nagu mudel näitas, ei kasva need spiraalina, vaid kolmes kontsentrilises ringis.

"See tulemus on eriti märkimisväärne, kuna paljud botaanikud usuvad endiselt, et algses õies olid kõik elundid paigutatud spiraalselt, sarnaselt männikäbi seemneskaaladele, " selgitab Sch nenberger. "See näitab palju seda, mida varem kirjutati ja õpetati Bláti arengust".

Õistaimede lihtsustatud sugupuu, alustades nende esivanemast (keskel). Herv Sauquet, J rg Sch nenberger

Esivanematest mitmekesisuseni

Urbl te pakub ka esimesi näpunäiteid, kuidas võrsed võivad olla arenenud nende praegusele mitmekesisusele: Teadlased kahtlustavad, et urbl te nende vilede ja lehtede arvu osas pole eriti fikseeriti. Isegi õistaimede varajases evolutsioonis oleks lilled võinud osa nende kroonlehtedest ja keeristest vähendada või sulatada.

"Vilede vähenenud arv võis olla isegi lillekonstruktsiooni edasise muutmise eeltingimus, " spekuleerivad Sauquet ja tema kolleegid. "Just siis viisid lillevormide ja tolmeldamisstrateegiate mitmekesisuseni, mida me tänapäeva lillede kohta teame." Nad loodavad, et tulevased fossiilide leiud kinnitavad nende rekonstrueerimist ja võimaldavad neil mõista esimesi arenguetappe ürgõitest kuni järeltulijateni. (Nature Communications, 2017; doi: 10.1038 / ncomms16047)

(Loodus / Viini ülikool, 02.08.2017 - MTÜ)