Logo bio-infomedia.ro

Complexitatea plantelor, apărută în urma a două explozii evolutive

  • 20 septembrie 2021
  • Ecologie
Organe reproducătoare la plante
O floare de crin african (Agapanthus africanus) este fragmentată în structurile componente. Conform unei noi clasificări a complexității plantelor, un crin african prezintă 12 tipuri de părți în structura sa reproductivă, dintre care unele sunt pe sămânță sau în interiorul ovarului și nu apar în imagine. Prin comparație, o ferigă tipică are un singur tip de parte reproductivă. | Foto: ANDREW LESLIE
  • Plantele terestre au suferit o diversificare majoră în două explozii evolutive, separate de o perioadă de timp de 250 de milioane de ani. Prima a avut loc la începutul istoriei plantelor, când au apărut semințele, iar cea de a doua a avut loc în timpul diversificării plantelor cu flori.
  • Plantele cu florile sunt mai diverse decât orice alt grup de plante, producând culori, mirosuri și forme care hrănesc animalele și încântă simțurile.

Un studiu condus de Universitatea Stanford arată că, mai degrabă decât să evolueze treptat pe parcursul a sute de milioane de ani, plantele terestre au suferit o diversificare majoră în două explozii evolutive, separate de o perioadă de timp de 250 de milioane de ani. Prima a avut loc la începutul istoriei plantelor, dând naștere la dezvoltarea semințelor, iar cea de a doua a avut loc în timpul diversificării plantelor cu flori.

Studiul utilizează o metodă nouă, dar simplă, pentru a clasifica complexitatea plantelor pe baza aranjamentului și a numărului de părți de bază din structurile lor de reproducere. În timp ce oamenii de știință au presupus de multă vreme că plantele au devenit mai complexe odată cu apariția semințelor și florilor, noile descoperiri, publicate pe 17 septembrie în Science, oferă o perspectivă nouă asupra momentului și amplorii acestor schimbări.

Cel mai surprinzător lucru este acest tip de stază, acest platou în complexitate după evoluția inițială a semințelor și apoi schimbarea totală care s-a întâmplat când plantele cu flori au început să se diversifice, a declarat Andrew Leslie, profesor asistent de geologie la Universitatea Stanford și autor principal al studiului. Structurile de reproducere arată diferit la toate aceste plante, însă și-au menținut aproximativ același număr de părți în timpul acestei perioade de stază.

O comparație neobișnuită

Plantele cu florile sunt mai diverse decât orice alt grup de plante, producând culori, mirosuri și forme care hrănesc animalele și încântă simțurile. Sunt, de asemenea, complicate: petalele, anterele și pistilurile se împletesc în aranjamente precise pentru a atrage polenizatorii și a-i păcăli să răspândească polenul de la o floare la alta.

Această complexitate face dificilă pentru oamenii de știință compararea plantelor cu flori cu plantele cu sisteme reproductive mai simple, cum sunt ferigile sau unele conifere. Ca rezultat, botaniștii s-au concentrat mult timp asupra caracteristicilor grupurilor de plante familiare și studiază, de obicei, evoluția plantelor fără flori separat de rudele lor care înfloresc.

Leslie și coautorii au depășit aceste diferențe prin proiectarea unui sistem care clasifică numărul diferitelor tipuri de părți din structurile de reproducere numai pe baza observațiilor. Fiecare specie a fost evaluată în funcție de câte tipuri de părți are și de gradul în care a prezentat gruparea acelor părți. Au clasificat aproximativ 1.300 de specii de plante terestre de acum aproximativ 420 de milioane de ani până în prezent.

Aceasta spune o poveste destul de simplă despre evoluția reproducerii plantelor în ceea ce privește forma și funcția: cu cât plantele au mai multe funcții și cu cât sunt mai specifice, cu atât prezintă mai multe părți, a declarat Leslie. Este un mod util de a gândi schimbările la scară largă care cuprind întreaga istorie a plantelor.

De la arbuști la flori

Atunci când plantele terestre s-au diversificat pentru prima oară în Devonianul timpuriu, cu aproximativ 420 milioane până la 360 milioane de ani în urmă, Pământul era o lume mai caldă, lipsită de copaci sau animale vertebrate terestre. Arahnidele, cum sunt scorpionii și acarienii, cutreierau pământul printre plante scurte și neuniforme, iar cel mai înalt organism terestru era o ciupercă înaltă de șase metri, asemănătoare unui trunchi de copac. După Devonian, s-au produs schimbări uriașe în regnul animal: animalele terestre au evoluat pentru a avea dimensiuni corporale mari și diete mai variate, insectele s-au diversificat, au apărut dinozauri - însă plantele nu au suferit o schimbare majoră a complexității reproductive până când nu au apărut florile.

Polenizarea cu ajutorul insectelor și împrăștierea semințelor de către animale ar fi putut apărea încă de acum 300 de milioane de ani, dar abia în ultimele 100 de milioane de ani aceste interacțiuni cu adevărat complicate cu polenizatorii au condus la această complexitate superioară a plantelor cu flori, a spus Leslie. A existat o perioadă atât de lungă de timp în care plantele ar fi putut interacționa cu insectele așa cum o fac plantele cu flori acum, dar nu au avut același grad de complexitate.

În Cretacicul târziu, cu aproximativ 100 până la 66 de milioane de ani în urmă, Pământul semăna mai mult cu planeta pe care o cunoaștem astăzi - puțin asemănător cu Parcul Național Yosemite, dar fără copacii și tufișurile înflorite. A doua explozie de complexitate a fost mai dramatică decât prima, subliniind natura unică a plantelor cu flori, potrivit lui Leslie. Această perioadă a dat naștere unor plante precum floarea-pasiunii, care poate avea 20 de tipuri diferite de părți, mai mult decât dublul numărului găsit la plantele care nu înfloresc.

Cercetătorii au clasificat 472 de specii actuale, o parte chiar din jurul campusului Universității Stanford, pur și simplu desfăcând plantele locale și numărându-le organele reproductive. Analiza include plante terestre vasculare - totul, cu excepția mușchilor și câteva plante timpurii care nu au țesut de susținere pentru conducerea apei și a mineralelor.

Un lucru pe care îl susținem în această lucrare este faptul că această clasificare reflectă pur și simplu diversitatea lor funcțională, a declarat Leslie. Practic, și-au împărțit forța de muncă pentru a fi mai eficiente în a face ceea ce trebuiau să facă.

Source Sursa: phys.org
Text: Universitatea Stanford



Din aceeași categorie