Ensimmäinen kukka 140m-vuotta sitten, katsoi kuin Magnolia
Magnolian esi-isä. Ja tammea, ruohoa, tomaatteja, narsissia ja paljon muuta. Hervé Sauquet ja Jürg Schönenberger
 

Vaikka useimmilla maanviljelylajeilla on kukkia, kukkien evolutionaarinen alkuperä on peitetty salaperäisesti. Kukat ovat nykyään eläviä yli 360,000-kasvien sukupuolielimiä, jotka kaikki ovat peräisin kaukaisesta menneisyydestä yhdestä ainoasta esi-isästä. Tämä esivanhempi kasvi, joka oli elossa joskus 250m: n ja 140m: n välillä, tuotti ensimmäiset kukat aikaan, jolloin planeetta oli lämpimämpi ja hapen ja kasvihuonekaasujen rikkaampi kuin nykyään. Aika, jolloin dinosaurukset vaelsivat alkuperäisiä maisemia.

Mutta vaikka dinosaurukset menivät sukupuuttoon 65m vuotta sitten, meillä on parempi käsitys mitä Iguanodon näytti kuin esi-isän kukka rakennettiin.

Tämä johtuu osittain siitä, että nämä ensimmäiset kukat eivät jättäneet jälkiä. Kukat ovat hauraita rakenteita, joita vain suotuisimmissa olosuhteissa voidaan muuttaa fossiileiksi. Ja koska mikään fossiili ei ole löytynyt 140m tai sitä enemmän, tiedemiehillä on ollut vain rajallinen merkitys siitä, mitä lopullinen esi-isä olisi ollut. Tähän asti.

Kansainvälisen kasvitieteilijäryhmän uusi merkittävä tutkimus on saavuttanut tämän esi-isän kukkaan parhaan jälleenrakennuksen. Tutkimus julkaistiin vuonna 2008 Luonto Viestintä, ei luota niin paljon fossiileihin kuin sen elävien jälkeläisten 800in ominaisuuksien tutkimiseen.


sisäinen tilausgrafiikka


Vertaamalla samankaltaisuuksia ja eroja niihin liittyvien kasvi- kasvien välillä on mahdollista päätellä niiden viimeisten esi-isien ominaispiirteet. Esimerkiksi koska kaikilla orkidealailla on kukkia, joissa puolet on toisen peilikuva (kahdenvälinen symmetria), voidaan olettaa, että heidän esi-isänsä on pitänyt kahdenvälisiä kukkia. Vertaamalla näitä äskettäisiä esi-isiä toisiinsa on mahdollista mennä askeleen pidemmälle ajassa taaksepäin, ja niin edelleen, kunnes lopulta saavutamme kukinnan kasvipuun pohjan.

Joten mitä se näytti?

Joissakin suhteissa alkuperäinen kukka muistuttaa modernia magnolia: siinä on useita, erottamattomia "terälehtiä" (teknisesti) tepals), järjestetty samankeskisiin renkaisiin. Sen keskellä on useita riviä sukupuolielimiä, mukaan lukien siitepölyä tuottavat hermot ja munasolut. On vaikea vastustaa kiusausta kuvitella vanhoja pölyttäjiä, jotka indeksoivat tätä kukkaa, keräämällä siitepölyjyviä ja auttamatta kasvitiedostoa tuottamatta siemeniä.

Kiistanalainen sukupuolielämä

Uusi tutkimus auttaa ratkaisemaan ristiriitoja siitä, olivatko varhaiset kukat erillisinä sukupuolina vai oliko samassa kukkaissa yhdistetty sekä urospuolisia että naisia. Aiemmat todisteet osoittivat eri vastauksia. Toisaalta, yksi varhaisimmista eroavista kukinnan kasvilajeista, jota edustaa nykyään vain harvinainen Uusi-Kaledonian saarelta peräisin oleva pensas. amborella trichopoda, on kukkia joko mies tai nainen. Toisaalta useimmat nykyaikaiset lajit yhdistävät molemmat sukupuolet samaan kukkaan.

Kaikki elävät kukat johtuvat lopulta yhdestä esi-isästä, joka asui noin 140m vuotta sitten.
Kaikki elävät kukat johtuvat lopulta yhdestä esi-isästä, joka asui noin 140m vuotta sitten.
Hervé Sauquet ja Jürg Schönenberger

Tutkimuksen tekijät ratkaisevat kysymyksen ja osoittavat, että esivanhempi kukka oli hermafrodiitti. Tämä tarkoittaa, että varhaiset kukkivat kasvit voivat lisääntyä sekä miehenä että naarana. Yhdistetyt sukupuolet voivat olla edullisia, kun uudet ympäristöt kolonisoidaan, koska yksittäinen henkilö voi olla oma perämies, ja monet kasvilajit, jotka kolonisoivat kaukaisia ​​meren saaria, ovat yleensä hermafrodiitteja. Ehkä sukupuolten yhdistelmä auttoi varhaisia ​​kukkivia kasveja kilpailemaan kilpailijoitaan.

Paholainen on yksityiskohtaisesti

Huolimatta ilmeisestä samankaltaisuudesta joidenkin modernien kukkien kanssa, heidän lopullisen esivanhempansa yllätykset ovat hihassaan. Esimerkiksi kasvitieteilijä on jo pitkään ajatellut, että varhaisilla kukkilla oli kukkaosia järjestetty spiraaliin kukka keskellä, kuten nykyaikaisista lajeista, kuten tähtianis.

Uusi jälleenrakentaminen viittaa kuitenkin voimakkaasti siihen, että varhaisilla kukoilla oli elimet järjestetty ei spiraaliin, vaan samankeskisten ympyröiden sarjoihin tai "whorls" -kokoelmiin, kuten useimmissa nykyaikaisissa laitoksissa. Varhaisella kukka oli enemmän lukuisia kuoria, mutta viittaavat siihen, että kukat ovat tulleet yksinkertaisemmiksi ajan myötä. Paradoksaalisesti tämä yksinkertaisempi arkkitehtuuri voi olla antanut nykyaikaisille laitoksille vakaamman perustan, jolla kehittyä ja saavuttaa monimutkaisempia tehtäviä, kuten hienostunut vuorovaikutus tiettyjen hyönteisten kanssa kuin orkideat, tai kymmeniä tai satoja yksinkertaisempia kukkia valmistettujen "kukkapäiden" valmistus kuten auringonkukan perheessä.

ConversationVaikka nyt meillä on hyvä käsitys siitä, mitä yksi varhaisimmista kukkia on saattanut näyttää, tiedämme vielä vähän siitä, miten kukka tuli. Sen kehittymiseen johtavat yksityiskohtaiset vaiheet ovat tuntemattomia. Ehkä meidän on odotettava uusia fossiilisia kukkia, jotka ulottuvat 250m-140min ympärille vuosia sitten, ennen kuin voimme ymmärtää, mikä on planeetan monipuolisin seksuaalirakenne.

Author

Mario Vallejo-Marin, apulaisprofessori evoluutiobiologiassa, University of Stirling

Tämä artikkeli julkaistiin alunperin Conversation. Lue alkuperäinen artikkeli.

Liittyvät kirjat:

at InnerSelf Market ja Amazon