Хладостойкие растения появились на планете одновременно 14 млн лет назад

Ученые определили, что альпийские растительные сообщества, которые в основном состоят из устойчивых к холоду трав, сформировались на разных континентах почти одновременно — примерно 14 миллионов лет назад.

В этот период на Земле климат стал более суровым, что привело к появлению большого количества новых видов растений, способных жить при низких температурах. Поскольку альпийские сообщества, характерные не только для высокогорий, но и Арктики, особенно чувствительны к изменению климата, знание истории их развития может быть полезным для их сохранения. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Taxon.

Арктическая тундра и высокогорья имеют очень схожую растительность, которую обобщенно называют альпийскими сообществами. В них совсем нет деревьев, и большинство растений представлено травами, приспособившимися к жизни на бедных почвах и в условиях низких температур. Изменения климата представляют угрозу таким экосистемам, поскольку под их влиянием меняется состав, плотность и распределение растительности. Кроме того, активное освоение природных ресурсов человеком также может привести к потере редких видов арктических растений. Чтобы понять, как сохранить альпийские растительные сообщества и предсказать будущие возможные изменения в них, важно знать историю их формирования.

Исследователи из Центрального сибирского ботанического сада СО РАН (Новосибирск) с коллегами исследовали становление этих экосистем, отследив распространение по Северному полушарию ветреницы (Anemone). Растения этого рода имеют небольшие цветки белого, желтого, красного или других оттенков и встречаются в самых разных по условиям местообитаниях — от низменных до высокогорных зон, на лугах, в лесах, в тундре. Такое широкое распространение ветреницы делает ее удобной моделью для отслеживания эволюции тех растительных сообществ, в которых она встречается.

Ученые секвенировали, то есть определили последовательность ядерной и хлоропластной ДНК, 200 видов ветрениц. Используя эти данные, авторы построили эволюционное древо растений рода Anemone. Оно помогло определить, когда возникли разные виды ветрениц и как они распространились по Северному полушарию.

В работе мы использовали как растения, собранные в природе в ходе экспедиций, так и гербарные образцы, хранящиеся в фондах Китая, Франции, Америки и России. Гербарные фонды — это богатейший источник информации, который помогает исследовать внешние особенности и распространение растения, определить его видовую принадлежность. При этом важно, что ДНК в таких фондах сохраняется довольно долгое время.

Например, в более ранней работе мы расшифровали последовательность ДНК, выделенной из образцов 1940-х годов, — рассказывает руководитель проекта Андрей Эрст, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник Центрального сибирского ботанического сада СО РАН.

Анализ показал, что первые представители рода Anemone возникли в неальпийских местообитаниях — на равнинах Восточной Азии — примерно 31 миллион лет назад. Около 14 миллионов лет назад ареал ветрениц расширился на альпийские зоны в связи с похолоданием климата на Земле. При этом альпийские линии ветрениц в разных регионах Северного полушария — Азии, Европе и Северной Америке — возникли почти одновременно.

Авторы также проанализировали данные из более ранних исследований об истории появления альпийских линий у таких травянистых растений как ревень (Rheum), лапчатка (Potentilla), люпин (Lupinus), кислица (Oxalis) и других. Оказалось, что эти линии появились на разных континентах примерно в то же время, что и альпийские виды ветреницы. Это подтверждает, что альпийские растительные сообщества формировались почти синхронно 14 миллионов лет назад.

Мы ставим перед собой задачу изучить, как развивались растительные сообщества Арктики и высокогорных альпийских зон, и определить, как на них влияют геологические и климатические изменения. Если мы будем понимать этапы развития, то получим ключ к истории и происхождению низкотемпературных флор Северного полушария, — подводит итог Андрей Эрст.

В исследовании принимали участие сотрудники Института цитологии и генетики СО РАН (Новосибирск), Университета Сорбонны (Франция), Института ботаники Китайской академии наук (Китай) и Ботанического сада Миссури (США).

Ранее ученые заявили, что первые цветковые растения появились на планете одновременно с динозаврами.

На фото: Ветреница Ричардсона (Anemone richardsonii). Источник: Андрей Эрст.

24.01.2025


Подписаться в Telegram



Биосфера

Как стерхи вернулись: история успеха экологического проекта
Как стерхи вернулись: история успеха экологического проекта

Якутские ученые, изучающие птиц, насчитали око...

Масляные секреты червей: как химия поверхности меняет их жизнь
Масляные секреты червей: как химия поверхности меняет их жизнь

Новое исследование показало, как устроена...

Витамины для коров и быки весом в тонну: прорыв от СПбГУВМ
Витамины для коров и быки весом в тонну: прорыв от СПбГУВМ

Профессор Елена Корочкина из Санкт-Петерб...

SciAdv: Секрет меха белого медведя может спасти от наледи лопасти и крылья
SciAdv: Секрет меха белого медведя может спасти от наледи лопасти и крылья

Природная способность меха белого медведя прот...

Биологи спрогнозировали численность вредителей леса с точностью до 90%
Биологи спрогнозировали численность вредителей леса с точностью до 90%

Биологи вывели математическое уравнение, котор...

Магнитные бури мешают простейшим животным кушать и размножаться
Магнитные бури мешают простейшим животным кушать и размножаться

Нейробиологи установили, что высокая солн...

Синие кольца на деревьях и кустарниках говорят о холодах в прошлом
Синие кольца на деревьях и кустарниках говорят о холодах в прошлом

Когда наступают холода, даже крепкие деревья и...

WOAH: В Германии впервые с 1988 года наблюдается вспышка ящура
WOAH: В Германии впервые с 1988 года наблюдается вспышка ящура

Правительство Великобритании усилило меры биол...

Nature Food: Ученые обосновали академическую ценность навоза
Nature Food: Ученые обосновали академическую ценность навоза

Исследователи использовали данные о навоз...

NatComm: В щупальцах осьминога больше нейронов, чем в мозге
NatComm: В щупальцах осьминога больше нейронов, чем в мозге

Щупальца осьминогов двигаются с невероятн...

PRSB: Выяснилось, для чего птицам такой обширный песенник
PRSB: Выяснилось, для чего птицам такой обширный песенник

Птицы издают звуки, чтобы общаться, будь то&nb...

National Science Review: Выяснилось, что первые вши у птиц появились в мезозое
National Science Review: Выяснилось, что первые вши у птиц появились в мезозое

Эволюция эктопаразитизма у насекомых прои...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Невидимые враги: как ароматизаторы превращают ваш дом в угрозу для здоровья
Невидимые враги: как ароматизаторы превращают ваш дом в угрозу для здоровья
Легкие и прочные: как Al-Sc сплавы покоряют промышленность
Легкие и прочные: как Al-Sc сплавы покоряют промышленность
Cell Reports: Голодание приносит пользу взрослым, но создает риск для подростков
Cell Reports: Голодание приносит пользу взрослым, но создает риск для подростков
69 ученых, которые меняют мир: история успеха из Нижнего Новгорода
69 ученых, которые меняют мир: история успеха из Нижнего Новгорода
Спасти жизнь за минуты сможет кетамин в борьбе с эпилептическим статусом
Спасти жизнь за минуты сможет кетамин в борьбе с эпилептическим статусом
Как взрываются звезды: открытия, которые меняют наше представление о Вселенной
Как взрываются звезды: открытия, которые меняют наше представление о Вселенной
Как получить инструмент будущих инженеров бесплатно, если ты студент
Как получить инструмент будущих инженеров бесплатно, если ты студент
От шахт до чистой энергии: путь австралийской горнодобывающей промышленности
От шахт до чистой энергии: путь австралийской горнодобывающей промышленности
Больничные раковины и невидимый враг, который в них живет
Больничные раковины и невидимый враг, который в них живет
Цикорий и кобальт: дуэт против рака, бьющий точно в цель
Цикорий и кобальт: дуэт против рака, бьющий точно в цель
Без капитана, но с комфортом: в Нижнем Новгороде строят судно без экипажа
Без капитана, но с комфортом: в Нижнем Новгороде строят судно без экипажа
Лазер, графен, полимер: как создают электронику, которую можно сгибать
Лазер, графен, полимер: как создают электронику, которую можно сгибать
Ученые объединили два прибора в один, чтобы лучше анализировать газы
Ученые объединили два прибора в один, чтобы лучше анализировать газы
Световые качели: физики открыли новый способ управлять светом
Световые качели: физики открыли новый способ управлять светом
Удаленка навсегда: как бизнес адаптируется к новым реалиям
Удаленка навсегда: как бизнес адаптируется к новым реалиям

Новости компаний, релизы

Более 200 нижегородцев посетили научные кинопоказы честь Дня российской науки
Школьников и студентов Хабаровского края приглашают написать всероссийский диктант «Наука во имя Победы»
На Фестивале «Москва — Точка старта» победили проекты из МИФИ
Молодых и заслуженных ученых наградили в Хабаровске
Калужан приглашают к участию в XIII сезоне Международного инженерного чемпионата CASE-IN