Jak śmierć dinozaurów doprowadziła do rozkwitu winogron

Zapisz się na newsletter CNN „Teoria cudów”. Odkrywaj wszechświat dzięki wiadomościom o fascynujących odkryciach, postępach naukowych i nie tylko.

CNN
—

Winogrona są łączone z historią ludzkości od tysięcy lat, stanowiąc podstawę… Wino produkowane przez naszych przodków Nowe badania pokazują, że tysiące lat temu nie doszłoby do tego, gdyby dinozaury nie zniknęły z planety.

Kiedy asteroida uderzyła w Ziemię 66 milionów lat temu, zniszczyła ogromną megafaunę, przygotowując grunt pod rozwój innych organizmów i roślin.

Teraz odkrycie w Kolumbii, Panamie i Peru skamieniałych nasion winogron mających od 19 do 60 milionów lat rzuca światło na to, jak ten skromny owoc zadomowił się w gęstych lasach Ziemi i ostatecznie ugruntował swoją obecność na całym świecie. Według badań okazów opublikowanych w poniedziałek w czasopiśmie Nature Community, jedno z nowo odkrytych nasion jest najstarszym okazem rośliny z rodziny winogron, jaki kiedykolwiek znaleziono na półkuli zachodniej. Rośliny natury.

„To najstarsze winogrona, jakie kiedykolwiek znaleziono w tej części świata, a są o kilka milionów mniejsze” – Fabiani Herrera, główny autor badania, zastępca kuratora w Dziale Paleobotaniki w Centrum Badań Integracyjnych Negaunee w Field Museum w Chicago, stwierdził w oświadczeniu: „To odkrycie jest ważne, ponieważ pokazuje, że po wyginięciu dinozaurów winogrona naprawdę zaczęły rozprzestrzeniać się na całym świecie”.

Podobnie jak tkanki miękkie zwierząt, prawdziwe owoce nie są dobrze zachowane w zapisie kopalnym. Jednak nasiona, które prawdopodobnie zamienią się w skamieniałości, mogą pomóc naukowcom zrozumieć, które rośliny istniały na różnych etapach historii Ziemi, jednocześnie rekonstruując drzewo życia i ustalając historie pochodzenia.

Najstarsze znalezione do tej pory skamieniałości pestek winogron odkryto w Indiach i datowano je na 66 milionów lat, mniej więcej w tym samym czasie, co wyginięcie dinozaurów.

„Zawsze myślimy o zwierzętach, dinozaurach, ponieważ to one ucierpiały najbardziej, ale wymieranie miało również duży wpływ na rośliny” – powiedziała Herrera. „Las zresetował się w sposób, który zmienił skład roślin”.

Promotor doktoratu Herrery, Stephen Manchester, który jest także jednym z głównych autorów nowego badania, opublikował badania dotyczące skamieniałości winogron znalezionych w Indiach. Badania te zainspirowały Herrerę do zastanowienia się, gdzie można znaleźć inne skamieniałości pestek winogron, na przykład w Ameryce Południowej, mimo że nigdy ich tam nie znaleziono.

„Winogrona mają obszerny zapis kopalny sprzed około 50 milionów lat, więc chciałem odkryć winogrona w Ameryce Południowej, ale to było jak szukanie igły w stogu siana” – powiedział Herrera. „Od czasów studenckich poszukiwałem najstarszych winogron na półkuli zachodniej”.

Herrera i współautorka badania Monica Carvalho, zastępca kustosza w Muzeum Paleontologii Uniwersytetu Michigan, prowadzili prace terenowe w kolumbijskich Andach w 2022 r., kiedy Carvalho odkrył skamieniałość. Okazało się, że jest to licząca 60 milionów lat skamieniałość pestki winogron uwięzionej w skale i należy do najstarszych na świecie oraz pierwszych odnalezionych w Ameryce Południowej.

„Spojrzała na mnie i powiedziała: «Fabianni, winogrona!» Potem spojrzałem na niego i powiedziałem: «O mój Boże». To było takie ekscytujące” – powiedziała Herrera.

Chociaż skamielina jest niewielka, jej kształt, rozmiar i inne cechy pomogły duetowi zidentyfikować ją jako pestkę winogron. Po powrocie do laboratorium badacze wykonali tomografię komputerową, aby zbadać jego wewnętrzną strukturę i potwierdzić swoje ustalenia.

Nazwali nowo odkryty gatunek Lithouva susmanii, czyli „kamiennymi winogronami Susmana” na cześć Arthura T. Susmana, zwolennika południowoamerykańskiej paleobotaniki w Field Museum.

„Ten nowy gatunek jest również ważny, ponieważ potwierdza południowoamerykańskie pochodzenie grupy, w której wyewoluowała odmiana Vitis” – powiedział Gregory Stahl, jeden z autorów badania z Narodowego Muzeum Historii Naturalnej.

Herrera powiedział, że skały osadziły się w starożytnych jeziorach, rzekach i na obszarach przybrzeżnych.

„Aby znaleźć takie maleńkie nasiona, rozłupałem każdy kawałek skały dostępny na polu” – powiedział, dodając, że trudne poszukiwania „to przyjemna część mojej pracy jako paleobotanika”.

Dzięki temu odkryciu zespół przeprowadził więcej prac terenowych w Ameryce Południowej i Środkowej i odkrył dziewięć nowych rodzajów kopalnych nasion winogron uwięzionych w skałach osadowych. Śledząc pochodzenie starożytnych nasion aż do ich współczesnych odpowiedników winogron, zespół zdał sobie sprawę, że coś umożliwiło roślinom rozwój i rozprzestrzenianie się.

Zespół postawił hipotezę, że wyginięcie dinozaurów doprowadziło do zmiany w całej strukturze lasu.

„Wiadomo, że duże zwierzęta, takie jak dinozaury, zmieniają otaczający je ekosystem. Uważamy, że gdyby po lesie krążyły duże dinozaury, prawdopodobnie wycinałyby drzewa, dzięki czemu lasy byłyby bardziej otwarte niż obecnie” – powiedział Carvalho.

Po zniknięciu dinozaurów lasy tropikalne pokryły się trawami i utworzyły się warstwy drzew, które utworzyły podszyt i osłonę drzew. Te gęste lasy utrudniały roślinom dostęp do światła i musiały konkurować ze sobą o zasoby. Naukowcy stwierdzili, że rośliny pnące mają przewagę i wykorzystali ją, aby ukryć się.

„W zapisie kopalnym mniej więcej w tym czasie zaczęliśmy widzieć więcej roślin, które wspinały się na drzewa jak winogrona” – powiedział Herrera.

W międzyczasie, gdy po zniknięciu dinozaurów na Ziemi zaczęły rozprzestrzeniać się różnorodne ptaki i ssaki, prawdopodobnie pomogły one również w rozprzestrzenianiu się nasion winogron.

Badanie nasion opowiada historię rozprzestrzeniania się, adaptacji i wymierania winogron na przestrzeni tysięcy lat oraz ukazuje ich odporność w innych częściach świata pomimo ich zniknięcia z czasem z Ameryki Środkowej i Południowej.

Wiele skamieniałości jest powiązanych ze współczesnymi winogronami, inne zaś z odległymi krewnymi lub kiściami winogron pochodzącymi z półkuli zachodniej. Na przykład niektóre gatunki kopalne wywodzą się z winogron, które obecnie występują wyłącznie w Azji i Afryce, ale nie jest jasne, dlaczego winogrona wyginęły w Ameryce Środkowej i Południowej, powiedział Herrera.

„Nowe gatunki kopalne opowiadają nam o burzliwej i złożonej historii” – stwierdził. „Zwykle myślimy o różnorodnych, współczesnych lasach deszczowych jako o modelu «muzealnym», w którym wszystkie gatunki gromadzą się z biegiem czasu. Jednak nasze badanie pokazuje, że wymieranie było główną siłą w ewolucji lasów deszczowych. Teraz musimy „ustalić przyczynę tego wymierania w ciągu ostatnich sześćdziesięciu milionów lat”.

Herrera chce poszukać innych przykładów roślin kopalnych, takich jak słoneczniki, orchidee i ananasy, aby sprawdzić, czy istniały one w starożytnych lasach tropikalnych.

Badanie pochodzenia i adaptacji roślin w przeszłości pomaga naukowcom zrozumieć, jak radziły sobie one z kryzysem klimatycznym.

„Mam tylko nadzieję, że większość żywych nasion roślin szybko przystosuje się do obecnego kryzysu klimatycznego. Zapis kopalny nasion mówi nam, że rośliny są odporne, ale mogą całkowicie zniknąć z całego kontynentu” – powiedziała Herrera.