Vyklíčí semena ze 40 milionů let borové šišky obalená v jantaru

Výzkum Oregonské státní univerzity odhalil první fosilní důkazy o vzácném stavu rostlin známém jako rané klíčení, při kterém semena klíčí předtím, než opustí ovoce.

V článku publikovaném v Historická biologie, George Poinar Jr. z Oregon State College of Science, popisuje borovou šišku, asi 40 milionů let starou, obalenou baltským jantarem, z něhož vyrůstá mnoho zárodečných stonků.

„Klíčení semen je klíčové pro vývoj všech rostlin a obvykle se odehrává v zemi poté, co semeno opadne,“ řekl Poinar, mezinárodní expert na využití konzervovaných rostlinných a živočišných forem života v jantaru, aby se dozvěděl o biologii. a ekologie dávné minulosti. . „Máme tendenci spojovat život – embryonální vývoj v otci – se zvířaty a zapomínáme, že se to někdy děje u rostlin.“

Do značné míry se tyto incidenty týkají především krytosemenných rostlin, řekl Poinar. Krytosemenné rostliny, které přímo nebo nepřímo poskytují většinu potravy, kterou lidé jedí, mají květy a produkují semena, která jsou obklopena ovocem.

„Klíčení semen v plody je poměrně běžné u rostlin, které postrádají dormanci semen, jako jsou rajčata, papriky a grapefruity, a vyskytuje se z různých důvodů,“ řekl. „Ale u gymnospermů je to vzácné.“

Nahosemenné rostliny, jako jsou jehličnany, produkují „nahá“ nebo neuzavřená semena. Časné klíčení v šiškách je tak vzácné, že pouze jeden přirozeně se vyskytující příklad tohoto stavu, od roku 1965, byl popsán ve vědecké literatuře, řekl Poinar.

„Toto je část toho, co činí tento objev tak zajímavým,“ řekl, „dokonce i tehdy je to první fosilní záznam o vitalitě rostlin, který zahrnuje klíčení semen.“ „Připadá mi skvělé, že semena v této malé šišce začnou klíčit uvnitř šišky a poupata mohou růst tak daleko, než zahynou v pryskyřici.“

Na špičkách pupenů jsou shluky jehlic, některé ve svazcích po pěti, které spojují fosilii s vyhynulým druhem borovice Pinus cembrifolia, dříve popsaným z baltského jantaru, řekl Poinar.

Dodal, že šišky v baltském jantaru se nevyskytují v hojnosti. Ty, které se objeví, jsou oceňovány sběrateli, a protože šupiny šišek jsou pevné, jsou obvykle dobře zachovalé a vypadají jako živé.

Poinar řekl, že vitalita rostlin se obvykle projevuje jedním ze dvou způsobů. Časné klíčení je nejběžnější z těchto dvou, další je vegetativní život, například když cibule vylézá přímo z květu mateřské rostliny.

„V případě životaschopnosti semen v této fosilii semena vytvořila plně viditelné embryonální stonky v jantaru,“ řekl. Není jasné, zda se tyto stonky, známé jako hypokotyly, objevily předtím, než se kužel stal jantarovým povlakem. Na základě jejich polohy se však zdá, že k určitému, ne-li k většině, růstu došlo poté, co borová šiška spadla do pryskyřice.

„Často dochází k nějaké aktivitě poté, co jsou organismy pohřbeny v pryskyřici, jako je uvíznutý hmyz, který ukládá vajíčka,“ řekl Poinar. „Také hmyzí parazité někdy unikají ze svého hostitele do pryskyřice poté, co se pryskyřice zachytí. V případě šišek může epidermis pokrývající exponované části pupenu chránit před rychlým vstupem přírodních fixačních prostředků z pryskyřice.“

Výzkum životaschopnosti existujících nahosemenných rostlin naznačuje, že tento stav by mohl souviset se zimním mrazem. Poinar řekl, že mírný mráz by byl možný, kdyby měl baltský jantarový prales vlhké a teplé prostředí, jak se předpokládalo.

„Toto je první fosilní záznam životaschopnosti semen u rostlin, ale je pravděpodobné, že k tomuto případu došlo o něco dříve než tento záznam z eocénu,“ řekl. „Neexistuje žádný důvod, proč by se život rostlin před stovkami milionů let nevyskytoval ve starověkých rostlinách nesoucích výtrusy, jako jsou kapradiny a Lycopodi.“

Reference: „Časné klíčení borové šišky v eocénním baltském jantaru“ od George Poinara Jr., 8. listopadu 2021, Historická biologie.
DOI: 10.1080 / 08912963.2021.2001808