Появление современного винограда связали с вымиранием динозавров

Когда 66 миллионов лет назад в Землю врезался астероид, он уничтожил массивных, неуклюжих животных и подготовил почву для дальнейшего процветания других существ и растений, рассказывает CNN.

Теперь открытие окаменелых виноградных косточек в Колумбии, Панаме и Перу, возраст которых колеблется от 19 до 60 миллионов лет, проливает свет на то, как эти скромные плоды закрепились в густых лесах Земли и со временем распространились по всему миру. Согласно исследованию, опубликованному в понедельник в журнале Nature Plants, одно из недавно обнаруженных семян является древнейшим представителем растений семейства виноградных, произрастающих в Западном полушарии.

“Это самый старый виноград, когда-либо найденный в этой части света, и он на несколько миллионов лет моложе самых старых сортов, когда-либо найденных на другой стороне планеты”, - рассказывает ведущий автор исследования Фабиани Эррера, ассистент куратора отдела палеоботаники в Музее Филда в чикагском центре интегративных исследований Негауни. “Это открытие важно, потому что оно показывает, что после вымирания динозавров виноград действительно начал распространяться по всему миру”.

Как и мягкие ткани животных, настоящие плоды плохо сохраняются в окаменелостях. Но семена, которые с большей вероятностью превратятся в окаменелости, могут помочь ученым понять, какие растения присутствовали на разных этапах истории Земли, поскольку они реконструируют древо жизни и устанавливают истории происхождения.

Самые древние окаменелости виноградных косточек, найденные на сегодняшний день, были обнаружены в Индии и датируются 66 миллионами лет назад, примерно ко времени вымирания динозавров.

“Мы всегда думаем о животных, о динозаврах, потому что они пострадали больше всего, но вымирание оказало огромное влияние и на растения, - говорит Фабиани Эррера. – Лес перестроился таким образом, что изменился состав растений".

Научный руководитель Эрреры, Стивен Манчестер, который также является старшим автором нового исследования, опубликовал статью об окаменелостях винограда, найденных в Индии. Это вдохновило Эрреру задуматься о том, где могут существовать другие окаменелости виноградных косточек, например, в Южной Америке, хотя там их никогда не находили.

“История происхождения винограда насчитывает около 50 миллионов лет, поэтому я хотел найти его в Южной Америке, но это было все равно что искать иголку в стоге сена”, - рассказывает Эррера. - Я ищу самый старый сорт винограда в Западном полушарии со времен учебы на старших курсах».

Эррера и соавтор исследования Моника Карвалью, помощник куратора Музея палеонтологии Мичиганского университета, проводили полевые исследования в Колумбийских Андах в 2022 году, когда Карвалью обнаружила окаменелость. Оказалось, что это окаменелая виноградная косточка возрастом 60 миллионов лет, заключенная в скале, одна из старейших в мире и первая, найденная в Южной Америке.

“Она посмотрела на меня и сказала: "Фабиани, виноград!’ А потом я смотрю на это и думаю: "Боже мой". Это было так волнующе”, - рассказывает Эррера.

Несмотря на то, что окаменелость была крошечной, ее форма, размер и другие особенности помогли ученым идентифицировать ее как виноградную косточку. Вернувшись в лабораторию, исследователи провели компьютерную томографию, чтобы изучить внутреннюю структуру и подтвердить свои выводы.

Они назвали недавно открытый вид Lithouva susmanii, или “косточковый виноград Сусмана”, в честь Артура Т. Сусмана, который был сторонником южноамериканской палеоботаники в Музее Филда.

“Этот новый вид важен еще и потому, что он подтверждает южноамериканское происхождение группы, в которой развился обыкновенный виноград”, - сказал соавтор исследования Грегори Сталл из Национального музея естественной истории.

По словам Эрреры, камни были отложены в древних озерах, реках и прибрежных зонах.

“Чтобы найти такие крошечные семена, я откалываю каждый кусочек камня, который есть в поле”, - говорит Эррера, добавив, что трудный поиск “является самой интересной частью моей работы палеоботаника".

Воодушевленная своей находкой, команда провела дополнительные полевые исследования по всей Южной и Центральной Америке и обнаружила девять новых видов ископаемых виноградных косточек, заключенных в осадочных породах. Проследив происхождение древних семян от их современных аналогов, команда поняла, что что-то позволило этим растениям процветать и распространяться.

Команда предположила, что когда динозавры вымерли, их отсутствие изменило всю структуру лесов.

“Известно, что крупные животные, такие как динозавры, изменяют окружающую их экосистему. Мы думаем, что если когда-то по лесу бродили крупные динозавры, они, скорее всего, валили деревья, эффективно поддерживая леса более открытыми, чем они есть сегодня”, - отмечает Моника Карвалью.

После исчезновения динозавров тропические леса сильно разрослись, и слои деревьев образовали подлесок и полог. Эти густые леса затрудняли доступ растений к свету, и им приходилось конкурировать друг с другом за ресурсы. По словам исследователей, у вьющихся растений было преимущество, и они использовали его, чтобы достичь кроны деревьев.

“В палеонтологической летописи мы начинаем видеть больше растений, которые используют лианы для лазания по деревьям, например, виноград, примерно в это время”, - рассказывает Эррера.

Между тем, поскольку после исчезновения динозавров Землю начали заселять разнообразные птицы и млекопитающие, они, вероятно, также способствовали распространению виноградных косточек.

Изучение семян рассказывает историю о том, как виноград распространялся, адаптировался и вымер на протяжении тысячелетий, демонстрируя свою устойчивость к выживанию в других частях света, несмотря на то, что со временем исчез из Центральной и Южной Америки.

Несколько окаменелостей связаны с современным виноградом, а другие являются дальними родственниками или родом из Западного полушария. Например, некоторые из ископаемых видов можно отнести к винограду, который сегодня встречается только в Азии и Африке, но неясно, почему виноград вымер в Центральной и Южной Америке, говорит Эррера.

“Новые ископаемые виды рассказывают нам о бурной и сложной истории, - сказал он. - Мы обычно думаем о разнообразных и современных тропических лесах как о "музейной" модели, где все виды накапливаются с течением времени. Однако наше исследование показывает, что вымирание было главной движущей силой в эволюции тропических лесов. Теперь нам нужно определить, что стало причиной этих вымираний за последние 60 миллионов лет”.

Эррера хочет поискать другие образцы ископаемых растений, таких как подсолнухи, орхидеи и ананасы, чтобы выяснить, существовали ли они в древних тропических лесах.

Изучение происхождения и адаптации растений в прошлом помогает ученым понять, как они могут выжить во время климатического кризиса.

“Я только надеюсь, что большинство живых семян растений быстро адаптируются к нынешнему климатическому кризису. Ископаемые остатки семян говорят нам о том, что растения устойчивы, но также могут полностью исчезнуть с целого континента”, - констатирует Эррера.