У 1969 році палеоботаніки ідентифікували скам’янілі листя у східній частині штату Юта, що належали до вимерлого виду Othniophyton elongatum, назва якого перекладається як «чужорідна рослина». Спочатку дослідники припускали, що це може бути частиною родини женьшеню. Однак нові відкриття перевернули це припущення з ніг на голову. Останні викопні зразки показують, що ця стародавня рослина навіть дивніша, ніж вважалося раніше, що ставить під сумнів те, як вчені класифікують вимерлу флору.
Чужа рослина з невідомим сімейством
Стівен Манчестер, куратор відділу палеоботаніки Музею природної історії Флориди, багато років вивчав скам’янілості зі штату Юта віком 47 мільйонів років. Під час візиту до Каліфорнійського університету в Берклі в Манчестері знайшли незвичайно добре збережену скам’янілість рослини з того самого місця, де й оригінальне листя Othniophyton elongatum. Ця скам’янілість включала листя, плоди та квіти, прикріплені до деревного стебла – рідкісна знахідка.
«Ця скам’янілість є рідкістю, оскільки має гілочку з прикріпленими плодами та листям. Зазвичай їх знаходять окремо», — сказав Манчестер.
Подальший аналіз показав, що ці скам’янілості належать до того ж виду, що й знахідка 1969 року. Однак нові докази показали, що Othniophyton elongatum не вписується в сімейство женьшеню або будь-яке інше відоме сімейство рослин.
Рослина без живих родичів
Щоб з’ясувати походження Othniophyton elongatum, Манчестер і його колеги порівняли фізичні характеристики скам’янілостей з більш ніж 400 сучасними родинами рослин. Незважаючи на напружені пошуки, вони не змогли знайти відповідника.
«Є багато речей, для яких ми маємо вагомі докази, щоб помістити їх у сучасну сім’ю чи рід, але ви не завжди можете ці речі підкреслити», – сказав Манчестер.
Так було з Othniophyton elongatum. Його особливе поєднання рис, включаючи листя, плоди та квіти, не можна було віднести до жодної відомої групи. Навіть вимерлі родини не змогли забезпечити підгонку. Дослідження підкреслює значну проблему в палеоботаніці: вимерлі рослини менш ніж 65 мільйонів років тому часто відносять до сучасних родин або родів. Така практика може спотворити наше розуміння стародавнього біорізноманіття, створюючи помилкове враження, що доісторичні екосистеми були більше схожі на сучасні, ніж вони були насправді.
Дивні скам’янілості стародавнього озера
Скам’янілості були виявлені у формації Грін-Рівер поблизу міста-привида Рейнбоу на сході Юти. Ця формація, масивна внутрішня озерна система 47 мільйонів років тому, забезпечувала ідеальні умови для збереження рослин і тварин у дивовижних деталях. Відкладення з низьким вмістом кисню та вулканічний попіл уповільнили розкладання, що призвело до збереження риб, рептилій, птахів і рослин, включаючи скам’янілості Othniophyton elongatum.
Однак оригінальні зразки, зібрані в 1969 році, дали обмежену інформацію. Дослідники змогли проаналізувати лише листя, яке нагадувало складне листя, яке зазвичай зустрічається в родині женьшеню. Однак нові скам’янілості намалювали зовсім іншу картину. Листя, прикріплені безпосередньо до стебла, а не складене в комплексі, виключили сімейство женьшеню. Додаткові особливості, включаючи плоди та квіти рослини, виключили інші сімейства, такі як трави та магнолії. Навіть маючи такі деталізовані зразки, команда залишалася збентеженою.
«Дві гілки, які ми знайшли, демонструють однаковий листок, але вони не є складними. Вони прості, що виключає можливість того, щоб це було щось у тій сім’ї», – пояснив Манчестер.
Новий погляд на інопланетну рослину
Роками скам’янілості лежали в сховищах, поки дослідники намагалися зрозуміти їх зміст. Тоді нова технологія запропонувала прорив. Музей природної історії Флориди створив робочу станцію для мікроскопії, яка дозволила групі досліджувати скам’янілості в безпрецедентних деталях. За допомогою цифрового мікроскопа з комп’ютерним підсвічуванням тіней Манчестер і його колеги виявили особливості, які вони раніше пропускали. Найдрібніші фрукти виявили мікровідбитки своєї внутрішньої анатомії, включаючи розвиток насіння.
«Зазвичай ми не очікуємо, що це збережеться в цих типах скам’янілостей, але, можливо, ми не помітили це, тому що наше обладнання не вловлювало такого топографічного рельєфу», — сказав Манчестер.
Одним із найбільш вражаючих аспектів були тичинки рослини, чоловічі репродуктивні органи її квітів. У більшості рослин тичинки відокремлюються після запліднення, але у Othniophyton elongatum вони залишаються прикріпленими до зрілих плодів – незвичайна риса, якої немає в жодної сучасної рослини.
«Зазвичай тичинки відпадають, коли плід розвивається. І ця штука здається незвичайною, оскільки вона зберігає тичинки в той час, коли має зрілі плоди з насінням, готовим до розповсюдження. Ми не бачили такого ні в чому сучасному», – зазначив Манчестер.
Проливання світла на стародавні екосистеми
Провідний автор дослідження Джуліан Корреа-Нарваес, докторант Університету Флориди, підкреслив важливість відкриття. «Це важливо, тому що дає нам трохи підказки про те, як ці організми розвивалися та адаптувалися в різних місцях», — сказав він.
Різноманітність родин рослин може бути вражаючою. Наприклад, такі, здавалося б, не пов’язані між собою види, як отруйний плющ, кешью та манго, належать до однієї родини, яка налічує понад 800 видів. Однак щодо Othniophyton elongatum вчені можуть лише припускати, скільки різноманітності було втрачено з часом. Подібні відкриття у формації Грін-Рівер розкрили інші вимерлі групи рослин, показуючи, що вона залишається багатим місцем для палеоботанічних таємниць.
Значення чужорідної рослини
Такі цифрові інструменти, як iDigBio, які дозволяють дослідникам дистанційно отримувати доступ до музейних зразків, допомагають розкрити ці таємниці та поглибити наше розуміння еволюції рослин. Відкриття Othniophyton elongatum не тільки розширює наші знання про вимерлі рослини, але й ставить під сумнів припущення про те, як функціонували стародавні екосистеми.
Це дослідження, опубліковане в журналі Annals of Botany, служить нагадуванням про те, скільки ще належить відкрити в літописі скам’янілостей і як технологія, що розвивається, може просвітити таємниці далекого минулого.