• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
03.12.2023
Михаил Орлов
6
1 208

Симбионты спасли саговники от участи динозавров

4.1

Саговники напоминают пальмы, но в действительности гораздо ближе хвойным вроде ели. Первые из них возникли раньше динозавров, пережили два великих вымирания и до сих пор местами растут на Земле. Новое исследование посвящено тому, как и когда эти древние растения вступили в симбиоз с бактериями-фиксаторами азота и как те помогли саговникам выжить.

Cycas rumphii
Cycas rumphii / © wikipedia

Саговниковидные (или просто саговники) относятся к числу так называемых живых ископаемых. Эти растения возникли очень давно, пережили не одно вымирание, но не исчезли полностью и сохранили свой древний облик.

Саговники иногда также называют саговыми пальмами — они действительно напоминают эти цветковые растения своим довольно высоким стволом, который обычно не ветвится и увенчан пучком крупных листьев. Однако в действительности саговники относят к голосеменным растениям, которые не цветут и не образуют настоящих плодов. Современные голосеменные — это прежде всего хвойные вроде ели или сосны, хотя прежде на Земле обитало множество причудливых групп. Сейчас от них остались лишь редкие диковинки — вроде гингко или саговников.

Самые древние саговниковидные появились еще в палеозойскую эру — в начале пермского периода 480 миллионов лет назад, или даже раньше, в каменноугольном периоде. Затем произошло самое грандиозное вымирание в истории Земли — пермское. Но саговники не только не вымерли в наступившей мезозойской эре, но оказались намного многочисленнее и распространились по всему земному шару.

Они стали свидетелями появления, расцвета и гибели всех динозавров (за исключением птиц). Погубившее «ужасных ящеров» вымирание на границе мезозоя и кайнозоя саговники тоже как-то сумели пережить, хотя и стали встречаться гораздо реже.

Ныне живущие саговниковидные — это всего-то один порядок и два семейства. Как и для некоторых других растений, для них характерен симбиоз с бактериями-азотфиксаторами, прежде всего цианобактериями, которые живут в особых коралловидных корнях саговников. Микробы захватывают и расщепляют молекулярный азот и включают его в состав органики. Авторы новой статьи для Nature Ecology and Evolution решили узнать, когда и как саговники обзавелись полезным союзом.

Изученные окаменелости / © M. Kipp et al., 2023

Для этого они изучили 178 окаменевших остатков таких растений со всего света — от Антарктиды до Гренландии и от острова Тасмания до Австрии. Время жизни саговников варьирует от самого начала мезозоя (триаса) до середины кайнозоя (эоцена).

Палеонтологи установили изотопный состав окаменевших листьев — прежде всего соотношение в них азота-15 и азота-14. Так они узнали, откуда саговники получали этот элемент при жизни. Если из почвы в виде минеральных соединений, число будет меньше, если с помощью симбиотических бактерий, фиксирующих газообразный азот атмосферы, — больше. Отдельно изучали изотопы азота в других растениях, которые росли по соседству с древними саговниками.

Оказалось, что в союз с бактериями саговники вступили много позже своего появления. Это произошло по меньшей мере два независимых раза, в том числе у семейства замиевые (Zamiaceae). Именно такие растения смогли пережить великое вымирание, которое убило динозавров, тогда как большинство не способных к симбиозу саговников погибли.

Авторы делают вывод, что тогда недавнее эволюционное приобретение в виде симбиоза с бактериями спасло саговники от полного вымирания. Они также приобрели экологическую специализацию — стали расти главным образом на почвах, которые бедны азотом, тогда как раньше встречались повсеместно в самых разных экосистемах.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Позавчера, 02:38
Александр Березин

Новая успешная посадка позволила США не только вернуться на Селену после 52-летнего перерыва, но и впервые в истории земной космонавтики достичь зоны, близкой к южному полюсу Луны — результат, который СМИ недавно ошибочно приписывали индийскому посадочному аппарату.

Вчера, 15:03
Дарья Боголюбова

Огромное число экзопланет, формально лежащих в зоне обитаемости, на деле могут быть малопригодными для жизни, полагают авторы новой научной работы. Причем виноват в этом весьма неожиданный фактор переменного тока.

22 февраля
Игорь Байдов

Международная команда исследователей открыла двойную звездную систему со сверхмалыми, сверхлегкими звездами и с чрезвычайно коротким периодом вращения вокруг общего центра масс. Хотя теоретические модели предсказывали наличие таких типов систем во Вселенной, напрямую астрономы их еще ни разу не наблюдали.

19 февраля
Полина

Подростки чаще пробуют писать музыку, если у них есть возможность получать соответствующее дополнительное образование, а также когда они чувствуют поддержку и преемственность. При этом есть пять типовых траекторий, которые приводят к собственному творчеству.

20 февраля
ПНИПУ

Стоит ли готовить на поцарапанной сковородке и как связаны алюминиевая кастрюля, плохая вода и камни в почках? Какой срок службы у кухонной доски и безопасны ли для экологии биоразлагаемые контейнеры? О материалах для посуды рассказали ученые Пермского Политеха.

20 февраля
Андрей

Французские геологи проанализировали состав нитратов в вулканических отложениях времен неогена и выяснили, что возникающие в облаках пепла молнии могли фиксировать атмосферный азот. Исследователи обнаружили несколько свидетельств, указывающих на то, что нитраты в отложениях образовались именно из атмосферного азота.

20 февраля
Полина

В Российской академии наук завершили первый Большой словарь ударений, его издадут к концу года. Лингвисты собрали наиболее современные нормы произношения привычных слов и зафиксировали ударение для лексики, которая появилась в русском языке недавно.

1 февраля
Андрей

Канадские исследователи изучили состав пород, вышедших на поверхность при появлении первых континентов. По итогам анализа выяснилось, что новая земная кора возникла не в результате движения тектонических плит, а из-за процессов в океанических плато молодой Земли.

15 февраля
Дарья Губина

Титан — самый органически богатый спутник с глобальным океаном в Солнечной системе. И все же, сопоставив строение его поверхности с интенсивностью падения метеоритов, ученые пришли к выводу, что в океане спутника Сатурна вряд ли хватает элементов для жизни.

[miniorange_social_login]

Комментарии

6 Комментариев

-
0
+
> в начале пермского периода 480 миллионов лет назад Это с какого же перепугу? 480 миллионов лет назад вообще-то кембрий был. Ну может ордовик начинался уже. А пермь, извините, 300 миллионов лет назад началась.
-
0
+
"саговники относят к голосеменным растениям" - кого они туда относят?
Sam Dowson
03.12.2023
-
0
+
Какое-то узковыборочное и неубедительное исследование. Гораздо древнее саговников папоротники, хвощи, плауны и мхи, не говоря уже о водорослях и лишайниках. Вся эта компания тоже пережила не только мел-палеогеновое, но и пермь-триасовое вымириание. И многие из них без всяких симбиозов, в том числе на бедных почвах.
    Михаил
    03.12.2023
    -
    1
    +
    Sam Dowson, а зачем все эти растения валить в одну кучу? рассмотрели эволюцию одного таксона, который вполне мог быть нам известен только в ископаемом состоянии. и выяснили, что без симбионтов вымерли бы скорее всего они все. у других групп история азотфиксации своя -- причем растений-то таких мало: отдельные мхи и папоротники и представители 3 порядков цветковых (из многих десятков) а универсальный тренд как раз в том, что на богатых почвах азотфиксация не нужна -- бесполезная роскошь
    +
      ещё комментарии
      Sam
      Sam
      03.12.2023
      -
      0
      +
      Михаил Орлов, в статье устанавливается, что древние растения саговниковые прошли через вымирания без проблем благодаря исключительно симбиозу, произрастая на бедных почвах. И вот сразу в пику этому исследованию: другие древнейшие растения хвощи прошли через вымирания без всяких симбиозов, так же произрастая на бедных почвах. Вывод: участи динозавров можно было избежать и без помощи симбионтов, а значит выживание саговников после катастроф скорее всего никак не связано с симбиозом.
        Михаил
        03.12.2023
        -
        2
        +
        Sam Dowson, да нет, вывод авторов (и довольно обоснованный) как раз про это Our results offer a mechanistic explanation for the preferential survival of certain lineages, namely those in which symbiotic N2 fixation had been acquired. In contrast, lineages lacking this ecological strategy perished, perhaps as a result of competition with angiosperms and Cenozoic climate change. у других растений другая история, опять-таки. те же самые хвощи -- я бы не стал их сравнивать с саговниками, это противоположности. они споровые, травянистые, не имеют листьев, с интеркалярным ростом наподобие злаков и выжили за счет собственных уникальных адаптаций в других экологических нишах

Подтвердить?
Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: