• 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, 12:19
РНФ

Ученые показали, что экстремальный подъем уровня Каспийского моря на десятки метров, произошедший 18-13 тысяч лет назад и получивший название «Великая Хвалынская трансгрессия», мог быть вызван, вопреки существующим гипотезам, не таянием ледника, а естественными изменениями палеоклимата. Оказалось, что из-за холодного климата того периода обширные территории, с которых собирали воду впадающие в Каспий реки, были покрыты многолетней мерзлотой. В результате массы дождевых и талых вод почти не впитывались в мерзлые грунты и стекали в море, испарение с поверхности которого было небольшим. Все эти факторы привели к повышению уровня Каспия и увеличению площади моря более чем вдвое по сравнению с современным. Полученные данные помогут уточнить представления о масштабе колебаний уровня Каспийского моря при изменении климата.

10 часов назад
Михаил Орлов

Змеи — широко распространенные и разнообразные рептилии, которые очень близки ящерицам и в ходе эволюции произошли именно от них. Среди более четырех тысяч видов змей есть жители почти всех континентов и крупных островов, освоившие самые разнообразные экологические ниши и способные питаться почти кем угодно. Авторы новой статьи в Science проанализировали геномы более тысячи видов чешуйчатых (змей и ящериц), данные об их рационе и объяснили, как возникло уникальное разнообразие змей.

Вчера, 14:10
Ольга Иванова

Ученые узнали, где произошло самое мощное извержение вулкана современной геологической эпохи. Общий объем извержения составил от 332 до 427 кубических километров.

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.

Позавчера, 12:19
РНФ

Ученые показали, что экстремальный подъем уровня Каспийского моря на десятки метров, произошедший 18-13 тысяч лет назад и получивший название «Великая Хвалынская трансгрессия», мог быть вызван, вопреки существующим гипотезам, не таянием ледника, а естественными изменениями палеоклимата. Оказалось, что из-за холодного климата того периода обширные территории, с которых собирали воду впадающие в Каспий реки, были покрыты многолетней мерзлотой. В результате массы дождевых и талых вод почти не впитывались в мерзлые грунты и стекали в море, испарение с поверхности которого было небольшим. Все эти факторы привели к повышению уровня Каспия и увеличению площади моря более чем вдвое по сравнению с современным. Полученные данные помогут уточнить представления о масштабе колебаний уровня Каспийского моря при изменении климата.

21 февраля
Ольга Иванова

Канадские исследователи изучили поведение приматов в естественной среде обитания и пришли к выводу, что те из них, кто имеет врожденные аномалии или покалечен в процессе жизни, вполне неплохо адаптируются к своим недостаткам. Они не только выживают, но и размножаются. Более того, им активно помогают сородичи.

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
Лучшие материалы
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: