Эшли Стрикленд, CNN
Виноград был связан с историей человечества на протяжении тысячелетий, обеспечивая основу для вин, производимых нашими предками тысячи лет назад — но, согласно новому исследованию, этого могло бы и не быть, если бы динозавры не исчезли с планеты.
Когда 66 миллионов лет назад в Землю врезался астероид, он уничтожил массивных, неуклюжих животных и подготовил почву для процветания других существ и растений.
Теперь открытие окаменелых виноградных косточек в Колумбии, Панаме и Перу, возраст которых варьируется от 19 до 60 миллионов лет, проливает свет на то, как эти скромные плоды закрепились в густых лесах Земли и в конечном итоге установили глобальное присутствие. Согласно исследованию образцов, опубликованному в понедельник в журнале Nature Plants, одно из недавно обнаруженных семян является древнейшим образцом растений семейства виноградных, найденных в Западном полушарии.
“Это самые старые сорта винограда, когда-либо найденные в этой части света, и они на несколько миллионов лет моложе самых древних, когда-либо найденных на другой стороне планеты”, - сказал ведущий автор исследования Фабиани Эррера, помощник куратора отдела палеоботаники в Музее Филда в Чикагском центре интегративных исследований Негони. “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 летописи окаменелостей. Но семена, которые с большей вероятностью окаменеют, 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 во время гибели динозавров.
“Мы всегда думаем о животных, динозаврах, потому что они пострадали больше всего, но событие вымирания оказало огромное влияние и на растения”, - сказал Эррера. “Лес обновил себя таким образом, что изменил состав растений”.
Трудный поиск
Научный руководитель Эрреры Стивен Манчестер, который также является старшим автором нового исследования, опубликовал статью об окаменелостях винограда, найденных в Индии. Это вдохновило Эрреру задаться вопросом, где могут существовать другие окаменелости виноградных косточек, например, в Южной Америке, хотя там их никогда не находили.
“Виноград имеет обширную летопись окаменелостей, которая начинается около 50 миллионов лет назад, поэтому я хотел обнаружить один из них в Южной Америке, но это было все равно что искать иголку в стоге сена”, - сказал Эррера. “Я искал самый старый виноград в Западном полушарии с тех пор, как был студентом-старшекурсником”.
Эррера и соавтор исследования Моника Карвалью, помощник куратора Музея палеонтологии Мичиганского университета, проводили полевые исследования в Колумбийских Андах в 2022 году, когда Карвалью обнаружил окаменелость. Оказалось, что это окаменелость виноградных косточек возрастом 60 миллионов лет, застрявшая в скальной породе, одна из старейших в мире и первая, найденная в Южной Америке.
“Она посмотрела на меня и сказала: ‘Фабиани, виноград!’ А потом я посмотрела на него и подумала:‘Боже мой ’. Это было так захватывающе ”, - сказала Эррера.
Хотя окаменелость была крошечной, ее форма, размер и другие особенности помогли ученым идентифицировать ее как виноградную косточку. И как только они вернулись в лабораторию, исследователи провели компьютерную томографию, чтобы изучить его внутреннюю структуру и подтвердить свои выводы.
Недавно открытый вид Lithouva susmanii, или “каменный виноград Сусмана”, назвали 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 эволюционировала обыкновенная виноградная лоза Vitis”, - сказал соавтор исследования Грегори Столл из Национального музея естественной истории.
Камни были отложены в древних озерах, реках и прибрежных зонах, сказал Эррера.
“Чтобы найти такие крошечные семена, я раскалываю каждый кусочек камня, который есть в поле”, - сказал он, добавив, что трудный поиск "является интересной частью моей работы палеоботаника”.
Воодушевленная своей находкой, команда провела дополнительные полевые исследования в Южной и Центральной Америке и обнаружила девять новых видов ископаемых виноградных косточек, запертых в осадочных породах. И, проследив происхождение древних семян от их современных аналогов винограда, команда поняла, что что-то позволило растениям процветать и распространяться.
Как изменились древние леса
Когда динозавры вымерли, их отсутствие изменило всю структуру лесов, предположила команда.
“Известно, что крупные животные, такие как динозавры, изменяют окружающие их экосистемы. Мы думаем, что если по лесам бродили крупные динозавры, они, вероятно, валили деревья, эффективно поддерживая леса более открытыми, чем они есть сегодня ”, - сказал Карвалью.
После исчезновения динозавров тропические леса сильно заросли, и слои деревьев образовали подлесок и навес. Из-за этих густых лесов растениям было трудно получать свет, и им приходилось конкурировать друг с другом за ресурсы. По словам исследователей, вьющиеся растения имели преимущество и использовали его, чтобы достичь кроны деревьев.
“Примерно в это же время в летописи окаменелостей мы начинаем видеть больше растений, которые используют лианы для лазания по деревьям, как виноград”, - сказал Эррера.
Между тем, поскольку разнообразные птицы и млекопитающие начали заселять Землю после исчезновения динозавров, они, вероятно, также способствовали распространению виноградных косточек.
Устойчивость растений
Изучение семян рассказывает историю о том, как виноград распространялся, адаптировался и вымер на протяжении тысячелетий, демонстрируя его способность выживать в других частях света, несмотря на то, что со временем он исчез из Центральной и Южной Америки.
Несколько окаменелостей связаны с современным виноградом, а другие являются дальними родственниками или произрастают в Западном полушарии. Например, некоторые ископаемые виды можно отнести к винограду, который сегодня встречается только в Азии и Африке, но неясно, почему виноград вымер в Центральной и Южной Америке, сказал Эррера.
“Новые ископаемые виды рассказывают нам бурную и сложную историю”, - сказал он. “Мы обычно думаем о разнообразных и современных тропических лесах как о модели ‘музея’, где со временем накапливаются все виды. Однако наше исследование показывает, что вымирание было главной движущей силой эволюции тропических лесов. Теперь нам нужно определить, что вызвало эти вымирания за последние 60 миллионов лет ”.
Эррера хочет поискать другие примеры 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 жить во время климатического кризиса.
“Я только надеюсь, что семена большинства живых растений быстро адаптируются к нынешнему климатическому кризису. Летопись ископаемых семян говорит нам, что растения устойчивы, но также могут полностью исчезнуть с целого континента”, - сказал Эррера.