Новое исследование меняет представления об эволюции C4-растений

Новый анализ окаменевших пыльцевых зёрен злаков, отложившихся на дне древних европейских озёр и морей 16–35 миллионов лет назад, показывает, что C4-злаки появились раньше, чем считалось. Эти данные ставят под сомнение широко распространённое мнение, что расцвет этой высокопродуктивной группы растений был вызван значительным падением концентрации атмосферного углекислого газа в эпоху олигоцена.

Исследовательская группа под руководством доктора Дэвида Нельсона из Аппалачской лаборатории Центра экологических наук Университета Мэриленда и профессора Фэн Шэн Ху из Университета Иллинойса изучила изотопные сигналы углерода сотен пыльцевых зёрен. Они обнаружили, что C4-злаки уже присутствовали в ландшафте в раннем олигоцене, примерно на 14 миллионов лет раньше, чем указывали предыдущие геологические данные. Результаты опубликованы в журнале Geology.

«Тот факт, что C4-злаки появились до глобального снижения уровня CO₂, заставляет нас пересмотреть взгляды на эволюцию C4-фотосинтеза», — отметил доктор Нельсон. «Эта новая информация должна стимулировать изучение альтернативных факторов эволюционного отбора, таких как высокая температура или сухой климат».

Команда использовала инновационную методику SPIRAL (Single Pollen Isotope Ratio Analysis), разработанную ранее доктором Нельсоном. Учёные выделили зёрна пыльцы злаков из осадочных пород с помощью микроманипулятора, а затем проанализировали крошечные образцы с помощью устройства для микросжигания, сопряжённого с масс-спектрометром в лаборатории Энн Пирсон в Гарвардском университете. Этот анализ позволил отличить C4-виды от более распространённых C3-растений, поскольку они усваивают разные соотношения изотопов углерода в процессе фотосинтеза.