Взрывное распространение цветковых растений подготовило почву для других видов

Новое исследование Университета Флориды, основанное на анализе ДНК современных цветковых растений, показывает, что предки большинства современных деревьев диверсифицировались чрезвычайно быстро 90 миллионов лет назад. Это в конечном итоге привело к формированию лесов, которые поддержали аналогичные эволюционные всплески у животных и других растений.

Этот всплеск видообразования в течение 5-миллионного промежутка был одним из трёх основных периодов радиации цветковых растений (покрытосеменных). Исследование фокусируется на диверсификации клады розоцветных — группы с общим предком, которая сейчас составляет треть всех цветковых растений в мире. Образовавшиеся леса создали среду обитания, которая поддержала последующие эволюционные диверсификации амфибий, муравьёв, плацентарных млекопитающих и папоротников.

«Вскоре после диверсификации лесов, где доминировали покрытосеменные, мы наблюдаем удивительную диверсификацию в других линиях. По сути, они создали среду обитания для возникновения всех видов новых организмов», — заявила Памела Солтис, соавтор исследования и куратор молекулярной систематики и эволюционной генетики Флоридского музея естественной истории УФ. — «С некоторыми последующими радиациями связано даже разнообразие приматов».

Исследование, опубликованное в интернете и готовящееся к выходу на следующей неделе в Proceedings of the National Academy of Sciences, впервые показывает эволюционные взаимосвязи этих растений и предоставляет доказательства их быстрого появления и диверсификации.

Поскольку диверсификация произошла так быстро (по крайней мере, в эволюционных масштабах), для выявления ветвей филогенетического дерева клады розоцветных потребовались молекулярные методы. Только после секвенирования многих тысяч пар оснований ДНК генетические исследователи смогли распутать ветви и лучше понять, как эволюционировали виды растений.

«Я думаю, одна вещь, которая становится совершенно ясна при внимательном рассмотрении наших филогенетических деревьев, — это то, что это был не один большой взрыв видов внутри покрытосеменных. Это была серия взрывов», — отметил соавтор Дуг Солтис.

Диверсификация клады розоцветных — один из как минимум трёх всплесков в ранней эволюции цветковых растений. Понимание того, как эти растения связаны между собой, — масштабная задача, которая может помочь экологам лучше понять, какие виды более уязвимы к таким факторам окружающей среды, как изменение климата. «То, как отреагируют члены этой большой клады, действительно определит судьбу большинства организмов на планете», — подчеркнул Дуг Солтис.

Авторы исследования секвенировали 25 000 пар оснований ДНК и отобрали широкий спектр из 104 видов из клады розоцветных. Для датировки диверсификации линий с помощью филогенетического дерева использовался молекулярный часы, который калибруется по степени изменений, произошедших с течением времени. Окаменелости розоцветных, отобранные соавтором Стивеном Манчестером, куратором палеоботаники музея, помогли откалибровать эти часы, установив минимальный возраст для видов-членов.