Žiedadulkių fosilijos iš Indijos pasakoja istoriją

Žiedadulkių fosilijos iš Indijos pasakoja istoriją

Kreditas už vaizdus kairėje: Prasad ir kt. 2013 m

Maždaug prieš 180 milijonų metų, kai Pangėjos sausumos masyvas buvo padalintas į dalis, dalys nutoldavo viena nuo kitos kaip žemynai. Gyvūnai migravo į kaimyninius žemynus ir prisitaikė prie naujos aplinkos, nepanašios į jų įprastą vietą. Kai kurios būtybės išsivystė su naujomis savybėmis, pavyzdžiui, dramblių kamieno atsiradimas ir žirafos ilgas kaklas, kad pasiektų aukštus medžius, o daugelis kitų negalėjo išgyventi dėl klimato pokyčių ir išnyko.

Augalai negalėjo migruoti kaip gyvūnai. Tačiau augalų žiedadulkės galėjo keliauti su vėju ir vandeniu, o gyvūnai jas nešė. Kai žiedadulkės nukrito ant žemės, jos susimaišė su dirvožemiu ir liko sluoksnių viduje. Sluoksnis susidaro, kai keli dirvožemio nuosėdų sluoksniai yra sukrauti vienas virš kito. Paleobiogeografija, tiriant žiedadulkių sankaupas sluoksniuose, susiformavusiuose per tūkstančius ar net milijonus metų, gali paaiškinti, kaip augalai vystėsi bėgant metams įvairiose geografinėse vietose.

Dr Vandana Prasad ir jos komanda iš Birbal Sahni paleosciences instituto Laknau tyrė konkrečių augalų, priklausančių Crotonoideae pošeimiui, iškastines žiedadulkes, kurios pasižymi tipišku žiedadulkių modeliu. Crotonoideae augalų žiedadulkės žiedadulkių sienelėje turi šešiakampį arba apskritą karoliukų pavidalo struktūrą, žinomą kaip krotono raštas. Grupė ištyrė įvairių rūšių žiedadulkes iš Indijos sluoksnių ir palygino atgautas iškastines žiedadulkes su kituose geografiniuose regionuose esančiomis žiedadulkėmis. Jie taip pat įvertino visų aptiktų žiedadulkių fosilijų botaninį giminingumą, tirdami žiedadulkių morfologinių charakteristikų panašumus su gyvų augalų žiedadulkėmis. Tyrėjai pateikė išsamų ankstesnių tyrimų publikacijų sąrašą, apimantį Crotonoideae iškastinių žiedadulkių tyrimus, atliktus visame pasaulyje. Jie panaudojo šių tyrimų duomenis, kad palygintų žiedadulkių, paskirstytų skirtingoje erdvėje ir laike, panašumus. Tai padėjo jiems suprasti skirtingus prisitaikymo etapus, kuriuos žiedadulkės galėjo patirti skirtingais geologiniais laikotarpiais.

Daugiau apie žiedadulkes

Žiedadulkių arba žiedadulkių grūdelių yra kuokeliuose, vyriškosiose gėlių dalyse. Vėjai, vabzdžiai ar paukščiai perneša juos į piesteles, kurios yra moteriškosios gėlės dalys. Šis procesas vadinamas apdulkinimu ir jo metu susidaro sėklos, iš kurių išauga naujas augalas. Tačiau ne visi žiedadulkės pasiekia moteriškąją gėlės dalį. Keli grūdai nukrenta ant žemės ir joje palaidoti. Milijonus metų ant žiedadulkių kaupiantis dirvožemio sluoksniams, šios žiedadulkės tampa sukurtų fosilijų dalimi. Šiandien galime tyrinėti tokias iškastines žiedadulkes ir tai gali duoti užuominą apie augalus, kurie buvo prieš milijonus metų, nors dabar augalai gali būti išnykę.

„Žiedadulkių grūdai yra sudaryti iš junginio, vadinamo sporopoleninu, kuris gali išlaikyti bet kokį fizinį ir cheminį atmosferą. Ši savybė padidina žiedadulkių grūdų išsaugojimo potencialą milijonų metų senumo sluoksniuose“, – sako pirmoji šio straipsnio autorė Mahi Bansal.

Crotonoideae pošeimio augalai turi didelę ekonominę reikšmę dėl savo gydomųjų savybių ir jų panaudojimo kaučiukui, aliejui išgauti, biokuro gamybai ir sodininkystei. Paprastai Crotonoideae žiedadulkės plinta drėgnuose ir pusiau drėgnuose regionuose.

Fosilinių žiedadulkių struktūra

Vaizdas: moksliškai

Remdamasi Indijoje surinktų žiedadulkių fosilijų fizine išvaizda, komanda sudarė srauto schemą, kad palygintų žiedadulkių charakteristikas su anksčiau paskelbtais tos pačios augalų grupės iškastinių žiedadulkių įrašais iš viso pasaulio. Jie pastebėjo, kad daugelis jų primena Pietų Amerikos ir Afrikos Crotonoideae fosilijas. Kai kurios grupės atrastos iškastinės žiedadulkės buvo naujos Crotonoideae iškastinėje literatūroje. Tada žiedadulkių fosilijos buvo suderintos su jų visame pasaulyje gyvenančiais giminaičiais. Kiekviena iškastinė žiedadulkė ​​turėjo sienelės struktūrą, vadinamą eksinu, kurios storis, forma ir krotono raštas skyrėsi. Visų žiedadulkių krotonų raštai buvo penkiakampiai arba šešiakampiai kontūrais su apvaliais arba trikampiais subvienetais. Tačiau galiukai ar viršūnėlės buvo skirtingos formos. Nors krotono raštas neapsiriboja tik Crotonoideae augalais, išorinės sienelės struktūra yra unikali jiems. Išorinės Crotonoideae žiedadulkių sienelės yra išmargintos stovinčiomis cilindrinėmis arba pailgomis į karoliukus panašiomis formomis, vadinamomis klava.

Žiedadulkių kelionė

Kai Pangėjos sausumos masė skilo ir gabalai tolsta, Indijos plokštė atsiskyrė nuo likusios sausumos dalies, pajudėjo link pusiaujo, dreifavo toliau į šiaurę ir susidūrė su Azijos plokšte prieš 55–34 milijonus metų. Dėl susidūrimo stūmos susiformavo Himalajų kalnų grandinė, dėl kurios Indijos žemėje atsirado sezoninis sausumas. Sausas klimatas ir kalnai veikė kaip kliūtis tolesniam žiedadulkių, priklausančių augalams, kurie gerai auga drėgnomis sąlygomis, pasiskirstymui. Sluoksniuose įterptų iškastinių žiedadulkių analizė rodo, kaip Indijos plokštė tarnavo kaip keltas, gabenantis gėlių biotą (visą augalų aplinką, įskaitant dirvožemio požymius ir žemę), kai ji plaukė iš pietų į šiaurę.

Himalajų pakilimas ir kalnų formavimasis blokavo vėjo srautą ir Indijoje sukūrė ekstremalų sezoninį šaltą-karštą ir drėgną klimatą, labai skirtingą nuo klimato prieš susidūrimą. Dėl šios klimato kaitos išnyko tokie augalai kaip Endospermum, Klaineanthus ir Tetorchidium, kurie vyravo drėgnose Indijos plokštės buveinėse prieš Indijos ir Azijos susidūrimą. Tuo pačiu metu augalų rūšys Krotonas ir Jatropha prisitaikė patys ir po susidūrimo su Azijos plokšte sugebėjo iš Indijos pasklisti į Pietryčių Azijos pakrantės zonas (Malaizija, Sundalandas). Endospermas taip pat galėjo migruoti į Pietryčių Aziją, bet neišgyveno atšiaurių klimato sąlygų virš Indijos subkontinento. Taigi iš geologiškai senesnių Indijos sluoksnių užfiksuotos rūšys, kurios prisitaikė prie naujos aplinkos, taip pat rūšys, kurios išnyko.

Žiedadulkių fosilijos Indijoje

Grupė ištyrė žiedadulkių fosilijų mėginius iš nuosėdų, surinktų keturiose vietose Madhja Pradeše, Radžastane ir Gudžarate, ir palygino duomenis su šiuo metu egzistuojančiomis Crotonoideae žiedadulkių formomis ir ar buvo panašumų su anksčiau užfiksuotomis fosilijomis pasauliniu lygiu. Jie taip pat stebėjo surinktas žiedadulkes šviesos mikroskopu ir skenuojančiu elektroniniu mikroskopu.

Atlikę išsamų morfologinį tyrimą, jie padarė išvadą, kad Indijoje rasta žiedadulkių fosilija buvo panaši į vis dar egzistuojančius Crotonoideae augalus, vadinamus Jatropha, Croton, Endospermum, Klaineanthus, Blachia ir Tetrochidiumas. Endospermas ir Klaineanthus žiedadulkių augalai šiuo metu yra būdingi atitinkamai Pietryčių Azijos ir Afrikos atogrąžų miškams. Tačiau dabartinis tyrimas aptiko jų žiedadulkes iš 66–54 milijonų metų senumo Indijos nuosėdų. Šiame tyrime taip pat rasta augalo žiedadulkių Blachia kaip pirmieji iškastiniai įrodymai iš Gudžarato kasyklų. Augalų rūšis Tetrorchidiumas, kuris šiuo metu yra endeminis Pietų Amerikoje, taip pat buvo rastas 68–66 milijonų metų senumo Centrinės Indijos nuosėdose. Nuosėdos buvo iš tų laikų, kai Indija buvo susijusi su Afrika. Tyrimas tai sako Tetrorchidiumas kilęs iš Afrikos, o vėliau išplito į Pietų Ameriką ir Indiją, kai trys sausumos masės dar buvo arti viena kitos.

Dabartiniame tyrime atsigavimas Blachia žiedadulkių fosilijos pirmą kartą yra geras evoliucijos pavyzdys, kurį palengvino Indijos ir Azijos plokščių susidūrimas. Nepaisant to, viena iš rūšių Blachia, kažkada paplitęs visame Indijos subkontinente, vėliau susitraukęs į mažas kišenes drėgnose pietinių Vakarų Gatų Myristica pelkėse. Žiedadulkių fosilijų tyrinėjimas ir atkūrimas, kaip ir dabartiniame tyrime, yra naudingi atliekant biogeografinius tyrimus ir panaikina atotrūkį tarp esamų žiedadulkių fosilijų įrašų iš kelių geografijų. Informacija gali padėti sukurti reikšmingos Crotonoideae augalų grupės paleobiogeografinę istoriją.

Crotonoideae, apimantis Krotonas tipo žiedadulkės yra žydinčių augalų šeimos, vadinamos Euphorbiaceae, primityvi grupė (protėvių grupė). Kaip ir Krotonas tipo žiedadulkės išsivystė reaguojant į kintančias klimato sąlygas, o jų charakteristikos, tokios kaip žiedadulkių sienelių storis, forma ir viršūnėlės, laikui bėgant taip pat drastiškai pasikeitė. Šis tyrimas atveria kelius filogenetinei analizei (tyrimui, pagrįstam fizinėmis savybėmis ir genetiniais veiksniais). Analizė taip pat padėtų nustatyti rūšis, kurios yra artimos giminaitės, ir tas, kurios išsivystė ir atsiskyrė dėl naujų fizinių ir klimatinių kliūčių Euphorbiaceae grupėje.

Indijos plokštei nutolus nuo Pangėjos pietuose ir susidūrus su Azijos plokšte šiaurėje, klimatas Indijos plokštumoje kelionės metu smarkiai pasikeitė. Keliaudamos daugelis žiedadulkių negalėjo išgyventi naujomis klimato sąlygomis, o kai kurios rūšys pakeitė savo savybes, kad tiktų naujam klimatui. Praėjus tam tikram laikotarpiui po Indijos ir Azijos susidūrimo, tolesnis šlapių žiedadulkių išplitimas iš Indijos į Pietryčių Aziją buvo apribotas dėl Himalajų kalnų pakilimo ir sezoninio sausumo. Taigi kai kurios Crotonoideae rūšys, pvz., Blachia rūšys, tapo apribotos arba endeminės tik Indijoje.

Ponia Mahi Bansal priduria: „Iškostinių žiedadulkių įrašų morfologija, derinama su jų gyvų giminaičių morfologiniais ir molekuliniais duomenimis ir analizuojama pagal filogenetinę sistemą, leidžia geriau suprasti žydinčių augalų evoliucijos istoriją. Suvokus klimato sąlygas, kuriomis rūšis vystosi arba išnyksta, tai gali padėti biologinės įvairovės saugotojams suformuluoti tinkamą apsaugos politiką.


Siekiant užtikrinti tikslumą, šis straipsnis buvo paleistas per tyrėjus, kurių darbas aprašytas.

Parašykite komentarą

El. pašto adresas nebus skelbiamas.