Wyeliminuj dinozaury i pozwól rozkwitnąć niezliczonym kwiatom

Kiedy 66 milionów lat temu masa skał kosmicznych wielkości góry zderzyła się z Półwyspem Jukatan, skutki były przerażające. Fale tsunami zmyły wybrzeża, szalejące pożary pustoszyły lasy, a pył i gruz na wiele miesięcy zasłoniły słońce. Prawie trzy czwarte gatunków zamieszkujących planetę zostało wyginiętych, w szczególności dinozaury nieptasie.

Wydaje się jednak, że jedna grupa przetrwała burzę. W artykule opublikowanym w środę w czasopiśmie Listy z biologiiNaukowcy dostarczają dowodów na to, że rośliny kwitnące przetrwały masowe wymieranie kredy i paleogenu, czyli K-Pg, stosunkowo bez szwanku w porównaniu z innymi organizmami żyjącymi na Ziemi w tamtym czasie. Katastrofa mogła pomóc roślinom kwitnącym rozkwitnąć i stać się dominującymi zielonymi roślinami, którymi są dzisiaj.

„Dziwnie jest myśleć, że rośliny kwitnące przetrwały K-Pg, podczas gdy dinozaury nie” – powiedział Jamie Thompson, biolog ewolucyjny z Uniwersytetu w Bath i jeden z autorów badania.

Rośliny kwitnące są znane naukowcom jako okrytozalążkowe. Pochodzą z wczesnej kredy i często były przyćmione przez starsze grupy, takie jak drzewa iglaste i paprocie. Jednak w miarę zbliżania się masowego wymierania uległy one szybkiemu zróżnicowaniu.

Aby ustalić, jak dobrze rośliny kwitnące radziły sobie podczas wymierania K-Pg, dr Thompson współpracował z Santiago Ramírezem Barahoną, genetykiem ewolucyjnym z Narodowego Uniwersytetu Autonomicznego Meksyku. Pracę pary początkowo utrudniał brak skamieniałych kwiatów, które są rzadkie w porównaniu ze skamieniałymi kościami. Niektóre z największych współczesnych linii okrytozalążkowych, takie jak storczyki, ledwo pojawiają się w zapisie kopalnym.

Aby odkryć informacje ewolucyjne, których nie ma w zapisie kopalnym, naukowcy przeanalizowali dwa drzewa ewolucyjne zawierające ponad 100 000 żywych gatunków okrytozalążkowych. Te obszerne zbiory danych, zwane filogenezami, są kalibrowane przy użyciu wskazówek molekularnych, które pozwalają naukowcom grupować powiązane gatunki i określać, kiedy poszczególne linie rodowe się rozeszły. Linie te wspólnie ustalają ewolucyjną oś czasu, kiedy pojawili się przodkowie współczesnych linii okrytozalążkowych i kiedy wymarli.

Naukowcy odkryli coś zaskakującego. Podczas gdy wiele gatunków okrytozalążkowych wyginęło wraz z dinozaurami, pterozaurami i gadami morskimi – zwłaszcza tymi żyjącymi w pobliżu krateru uderzeniowego asteroidy – większe linie roślin kwiatowych przetrwały wymieranie i wykazywały stosunkowo stałe tempo wymierania w czasie.

„Myślę, że to idealnie pasuje do zapisu kopalnego roślin” – stwierdziła Paige Wilson Dibble, paleontolog z Burke Museum w Seattle, która bada skamieniałości z granicy K-Pg w północno-wschodniej Montanie i nie była zaangażowana w nowe badania. „Zaobserwowano już wysoki wskaźnik wymierania na poziomie gatunku, ale wydaje się, że wszystkie główne linie rodowe przetrwały”.

Stanowi to wyraźny kontrast w stosunku do drzewa ewolucyjnego dinozaurów. „Dinozaury inne niż ptaki straciły wiele gatunków, całe linie rodowe, czego nie obserwujemy u roślin okrytozalążkowych” – stwierdził dr Thompson.

Chociaż potrzeba więcej pracy, aby ustalić, jak okrytozalążkowe przetrwały jedno z najbardziej śmiercionośnych wymierań w historii Ziemi, badacze stawiają hipotezę, że pewną rolę odegrała ich zdolność do adaptacji. Ponieważ rośliny kwitnące są zapylane przez owady i wiatr, mają dużą elastyczność reprodukcyjną. Ich ogromna różnorodność – pod koniec kredy pojawiły się trawy, jawory, magnolie i wodne lilie wodne – mogła również pomóc im przetrwać dewastację.

Gdy klimat Ziemi ustabilizował się i rozkwitło życie, rośliny kwitnące przejęły ekosystemy lądowe. Ustalili to w 2021 roku badacze, którzy porównali kolumbijskie skamieniałości przed i za granicą K-Pg Wymieranie umożliwiło dominację roślin okrytozalążkowych. Dało to początek pierwszym lasom deszczowym, które pozostają siedliskiem różnorodności roślin kwiatowych.

Dr Ramirez Barahona powiedział, że tendencja ta prawdopodobnie występowała w starożytnych ekosystemach na całym świecie. „Przed i po uderzeniu K-Pg zmienił się cały skład środowiska” – powiedział. „Przekształcili się w nowe kwitnące ekosystemy”. Obecnie około 80 procent wszystkich roślin lądowych to okrytozalążkowe.

W ten sposób wpływ, który unicestwił dinozaury, doprowadził do powstania nowoczesnych ekosystemów. Zamiast gigantycznych gadów siedliska te były zamieszkane przez ssaki, które przetrwały masowe wymieranie wraz z roślinami kwitnącymi i były gotowe na podobną eksplozję różnorodności.

Po przekroczeniu granicy K-Pg „zaczęliśmy widzieć rośliny i zwierzęta, które mogliśmy rozpoznać” – powiedział dr Wilson Dibble. „W tym naprawdę dynamicznym czasie gigantycznych katastrof ekologicznych i masowego wymierania środowisko staje się podobne do tego, co widzimy dzisiaj”.