Kiełkują nasiona z 40 milionów lat szyszki sosnowej otoczonej bursztynem

Pierwszy skamieniały dowód rzadkiego stanu roślin, znanego jako wczesne kiełkowanie, w którym nasiona kiełkują przed opuszczeniem owocu. Źródło: George Poinar Jr., Uniwersytet Stanowy Ohio

Badania Uniwersytetu Stanowego w Oregonie ujawniły pierwsze skamieniałe dowody rzadkiego stanu roślin, znanego jako wczesne kiełkowanie, w którym nasiona kiełkują, zanim opuszczą owoce.

W artykule opublikowanym w Biologia historycznaGeorge Poinar Jr. z Oregon State College of Science opisuje szyszkę sosny mającą około 40 milionów lat, otoczoną bursztynem bałtyckim, z której wyrasta wiele embrionalnych łodyg.

Poinar, międzynarodowy ekspert w zakresie wykorzystania życia roślinnego i zwierzęcego zachowanego w bursztynie do poznawania biologii i ekologii w odległej przeszłości, powiedział. „Mamy tendencję do kojarzenia życia – rozwoju embrionalnego w ciele ojca – ze zwierzętami i zapominamy, że czasami dzieje się to w roślinach”.

W dużej mierze incydenty te dotyczą głównie, powiedział Poinar, roślin okrytonasiennych. Rośliny okrytozalążkowe, które bezpośrednio lub pośrednio dostarczają większość pożywienia, które ludzie spożywają, mają kwiaty i produkują nasiona otoczone owocami.

„Kiełkowanie nasion w owocach jest dość powszechne u roślin, które nie mają spoczynku nasion, takich jak pomidory, papryka i grejpfruty, i dzieje się to z różnych powodów” – powiedział. „Ale to rzadkość u nagonasiennych”.

Nagonasienne, takie jak drzewa iglaste, wytwarzają „nagie” lub niezamknięte nasiona. Wczesne kiełkowanie szyszek sosny jest tak rzadkie, że tylko jeden naturalnie występujący przykład tego stanu, od 1965 roku, został opisany w literaturze naukowej, powiedział Poinar.

„To jest część tego, co sprawia, że ​​odkrycie to jest tak intrygujące”, powiedział, „nawet wtedy jest to pierwszy zapis kopalny o żywotności roślin, który obejmuje kiełkowanie nasion”. „Uważam, że to wspaniałe, że nasiona w tej małej szyszce zaczynają kiełkować wewnątrz szyszki, a pąki mogą rosnąć tak daleko, zanim znikną w żywicy”.

Na końcach pąków znajdują się skupiska igieł, niektóre w wiązkach po pięć, łączące skamielinę z wymarłym gatunkiem sosny Pinus cembrifolia, wcześniej opisanym z bursztynu bałtyckiego, powiedział Poinar.

Dodał, że szyszek sosny w bursztynie bałtyckim nie ma zbyt wiele. Te, które się pojawiają, są cenione przez kolekcjonerów, a ponieważ łuski stożków są solidne, zazwyczaj są dobrze zachowane i wyglądają jak żywe.

Poinar powiedział, że witalność roślin objawia się zwykle na dwa sposoby. Wczesne kiełkowanie jest najczęstsze z tych dwóch, drugim jest życie wegetatywne, na przykład gdy cebula wyłania się bezpośrednio z główki kwiatowej rośliny matecznej.

„W przypadku żywotności nasion w tej skamielinie, nasiona wytworzyły w bursztynie w pełni widoczne embrionalne łodygi” – powiedział. Nie jest jasne, czy te łodygi, znane jako hipokotyle, pojawiły się, zanim szyszka została pokryta bursztynem. Jednak na podstawie ich pozycji wydaje się, że część, jeśli nie większość wzrostu nastąpiła po opadnięciu szyszki w żywicę.

„Często pewna aktywność zachodzi po zakopaniu organizmów w żywicy, takich jak utknięte owady, które składają jaja” – powiedział Poinar. „Ponadto pasożyty owadów czasami uciekają ze swojego żywiciela do żywicy po tym, jak ten zostanie uwięziony. W przypadku szyszek sosny naskórek pokrywający odsłonięte części pąka może chronić przed szybkim wnikaniem utrwalaczy z naturalnej żywicy.”

Badania nad żywotnością istniejących nagonasiennych sugerują, że stan ten może być związany z zimowymi przymrozkami. Poinar powiedział, że lekki przymrozek byłby możliwy, gdyby bałtycki las bursztynowy miał wilgotne i ciepłe środowisko, jak zakładano.

„To pierwszy zapis kopalny dotyczący żywotności nasion u roślin, ale jest prawdopodobne, że ten przypadek miał miejsce nieco wcześniej niż ten zapis z eocenu” – powiedział. „Nie ma powodu, dla którego setki milionów lat temu życie roślinne nie występowało w starożytnych roślinach zarodnikowych, takich jak paprocie i widłaki”.

Odniesienie: „Early Germination of Pine Cone in eocene Baltic Amber” autorstwa George’a Poinara Jr., 8 listopada 2021 r., Biologia historyczna.
DOI: 10.1080 / 08912963.2021.2001808