Вымирание динозавров изменило ход эволюции растений

Влияние исчезновения крупных травоядных на пищевые растения обнаруживается и сегодня. 

25 миллионов лет отсутствия крупных травоядных замедлили эволюцию новых видов растений. Защитные признаки, такие как колючки, регрессировали, а размеры плодов увеличивались. Это было продемонстрировано в исследовании, проведенном Немецким центром интегративных исследований биоразнообразия (iDiv) и Лейпцигским университетом с использованием пальмы в качестве модельной системы. Исследователи также смогли показать, насколько глубокими были изменения: даже повторное появление крупных травоядных миллионы лет спустя могло лишь частично переписать уже произошедшие изменения. Исследование было опубликовано в журнале Proceedings of the Royal Society B. Оно дает представление о геологическом прошлом и, в то же время, способствует лучшему пониманию последствий нынешних процессов вымирания.

С вымиранием массивных нелетающих динозавров 66 миллионов лет назад на Земле исчезли крупные травоядные в последующие 25 миллионов лет. Поскольку растения и травоядные животные влияют друг на друга, возникает вопрос, каким образом повлияло  очень долгое отсутствие и позднее возвращение так называемых «мегатравоядных» на эволюцию растительного мира.

Чтобы ответить на этот вопрос, исследовательская группа под руководством iDiv и Лейпцигского университета сегодня проанализировала ископаемые и живые пальмы. Генетический анализ позволил исследователям проследить эволюционное развитие растений во время присутствия и после исчезновения мегатравоядных. Таким образом, они впервые подтвердили распространенное научное предположение о том, что многие виды пальм во времена динозавров давали крупные плоды и были покрыты колючками и шипами на стволах и листьях.

Однако исследовательская группа обнаружила, что «эволюционная скорость», с которой возникли новые виды пальм с маленькими плодами в период между двумя эпохами присутствия на Земле мегатравоядных, уменьшилась, тогда как скорость эволюции видов с крупными плодами осталась почти постоянной. Однако размер самих плодов также увеличился. Так что пальмы с крупными плодами были и после вымирания динозавров. По-видимому, гораздо более мелкие животные также могли есть крупные плоды и распространять семена со своими выделениями. «Таким образом, мы смогли опровергнуть предыдущее научное предположение о том, что наличие крупных плодов пальмы зависит исключительно от мегатравоядных», — говорит первый автор исследования доктор Ренске Онстейн из iDiv и Лейпцигского университета. «Поэтому мы предполагаем, что отсутствие влияния крупных травоядных привело к более густой растительности, в которой растения с более крупными семенами и плодами имели эволюционное преимущество».

Однако защитные свойства растений в виде колючек и шипов на листьях и стеблях показали иную картину: количество видов пальм с защитными признаками уменьшилось во время отсутствия мегатравоядных. «Наличие защиты в отсутствие хищников, по-видимому, больше не давали эволюционных преимуществ», — говорит Онстейн, возглавляющий исследовательскую группу «Эволюция и адаптация» в iDiv. «Однако они вернулись к большинству видов пальм, когда появились новые мегатравоядные, в отличие от изменений размера плодов, которые сохранились». Своей работой исследователи пролили свет на процессы эволюции и адаптации в один из самых загадочных и уникальных периодов в истории развития растений - во время и после вымирания мегатравоядных. Понимание того, как вымирание мегатравоядных влияло на эволюцию растений в прошлом, может также помочь в прогнозировании будущего экологического развития. Например, авторы отмечают потерю признаков во время временного разрыва между мегатравоядными. Эта потеря могло повлиять на важные функции и процессы экосистемы, такие как распространение семян или травоядность. Таким образом, продолжающееся вымирание крупных животных из-за охоты человека и изменения климата может также повлиять на изменение признаков в растительных сообществах и экосистемах сегодня и в обозримом будущем.

Urs Moesenfechtel

Original publication:
(Ученые ,аффилированные с  iDiv, выделены жирным шрифтом)

Onstein, R. E., Kissling, W. D., Linder, H. P. (2022): The megaherbivore gap after the non-avian dinosaur extinctions modified trait evolution and diversification of tropical palms. Proc. R. Soc. B 20212633. DOI: 10.1098/rspb.2021.2633

Contact:

Dr Renske Onstein
Head of the junior research group Evolution and Adaptation
German Centre for Integrative Biodiversity Research (iDiv) Halle-Jena-Leipzig
Phone: +49 341 9733 -129
Email: renske.onstein@idiv.de
Web: www.idiv.de/en/groups_and_people/core_groups/evolution_and_adaptation.html

Urs Moesenfechtel, M.A.(speaks English and German)
Media and Communications
German Centre for Integrative Biodiversity Research (iDiv) Halle-Jena-Leipzig
Phone: +49 341 9733106
Email: urs.moesenfechtel@idiv.de
Web: www.idiv.de/en/profile/1464.html

Опубликовано: 29 апреля 2022

Источник: German Centre for Integrative Biodiversity Research (iDiv)
Halle-Jena-Leipzig

https://www.idiv.de/en/news/news_single_view/2343.html