В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Ecology & Evolution, сделан вывод, что выжившие виды саговых пальм зависят от симбиотических бактерий в корнях, которые обеспечивают их азотом для роста. Подобно современным бобовым и другим растениям, использующим фиксацию азота, саговники обменивались сахарами с бактериями в корнях в обмен на азот, получаемый из атмосферы, сообщает Дьюкский университет (Duke University) в США.
Древний род растений, называемый саговниковыми, когда-то был излюбленной пищей пасущихся динозавров, а в мезозойскую эру, начиная с 252 млн. лет назад, помогал этим и другим доисторическим животным прокормиться, будучи в изобилии произрастающим в подлеске. Сегодня в тропических и субтропических зонах обитания сохранилось всего несколько видов этих пальмоподобных растений.
Как и их громоздкие пастбища, большинство саговых пальм вымерло. Их исчезновение из прежних мест обитания началось в конце мезозоя и продолжилось в начале кайнозойской эры, что было обусловлено катаклизмом, вызванным столкновением с астероидами и вулканической деятельностью. Однако, в отличие от динозавров, несколько групп саговых растений каким-то образом дожили до наших дней.
Первоначально ведущего автора исследования Майкла Киппа (Michael Kipp) заинтересовало то, что ткани азотфиксирующих растений могут служить источником информации о составе атмосферы, в которой они росли. Зная, что современные саговники являются азотофиксаторами, Кипп начал анализировать древние ископаемые растения, чтобы понять, сможет ли он по-другому взглянуть на древнюю атмосферу. Оказалось, что большинство саговых не были азотофиксаторами, но это оказались вымершие линии.
«Вместо того чтобы рассказывать об атмосфере, мы поняли, что это история об экологии этих растений, которая менялась с течением времени», – сказал Кипп, который потратил почти десять лет на эту находку. Многое из того, что мы знаем о древней атмосфере, получено благодаря химическим исследованиям древних морских организмов и отложений. Применение некоторых из этих методов к наземным растениям является новым методом.
На момент начала работы над проектом не было опубликовано данных по изотопам азота в окаменевшей листве растений. Ученому потребовалось время, чтобы получить образцы ценных ископаемых растений, которые музейные хранители не хотели подвергать испарению, чтобы получить данные.
«В тех немногих ископаемых образцах, которые относятся к сохранившимся саговым и не так уж стары (20 – 30 млн. лет), мы видим ту же самую азотную составляющую, что и сегодня. Это означает, что азот они получали от симбиотических бактерий. Но в более древних и вымерших окаменелостях пальм эта азотная часть отсутствовала» – пояснил автор работы.
Менее понятно, как фиксация азота способствовала выживанию саговников. Возможно, она помогла им пережить резкую смену климата или позволила лучше конкурировать с быстрорастущими ангиоспермовыми растениями, расцветшими после вымирания, а может быть, и то, и другое.
[Фото: Michael Kipp – Duke University]
