Ископаемая орхидея доказала древность семейства орхидных

Орхидные — самое разнообразное семейство растений на Земле (коллаж с сайта www.anbg.gov.au)

Палеонтологи из США, Нидерландов и Бразилии сообщили в последнем номере журнала Nature об уникальной находке, сделанной ими в Доминиканской республике. В куске янтаря миоценового возраста обнаружена рабочая пчела, относящаяся к уже известному ученым вымершему виду Proplebeia dominicana. К грудному отделу пчелы прилип хорошо сохранившийся поллинарий — характерное для орхидей сложное образование, содержащее плотно упакованную пыльцу и предназначенное для переноса насекомыми-опылителями.

Авторы отмечают, что это фактически первая бесспорная находка ископаемых остатков орхидеи. Растения почти никогда не попадают в палеонтологическую летопись целиком — палеоботаники обычно имеют дело с разрозненными фрагментами (см.: С. В. Наугольных. Растения далекого прошлого). Чаще всего сохраняется разносимая ветром пыльца, которой нет у орхидей (они берегут свою пыльцу и доверяют ее только специализированным насекомым-опылителям), а также листья, которые у орхидей «недиагностичны» — это значит, что о найденном ископаемом листе нельзя с уверенностью сказать, что он принадлежал именно орхидее.

Найденный в доминиканском янтаре поллинарий, напротив, весьма «диагностичен»: его строение позволило с уверенностью отнести находку не только к семейству орхидных, но и к конкретной группе внутри семейства (к подтрибе Goodyerinae) и даже указать ближайших современных родственников ископаемого цветка (ими оказались орхидеи Kreodanthus и Microchilus). Доисторическое растение получило название Meliorchis caribea.

До недавнего времени считалось, что семейство орхидных — одна из самых молодых групп растений. В пользу этого, по мнению многих ботаников, свидетельствовало отсутствие ископаемой летописи, сложные механизмы опыления и эпифитный образ жизни многих представителей семейства.

Общий вид уникальной находки: ископаемая пчела Proplebeia dominicana с прикрепленным к ее груди поллинарием ископаемой орхидеи Meliorchis caribea. Фото из обсуждаемой статьи в Nature.

Последующие исследования с применением метода молекулярных часов дали весьма противоречивые результаты. Возраст семейства орхидных получался то очень маленьким (26 млн лет), то, наоборот, очень большим (110 млн лет).

Причина столь большого разброса заключалась в отсутствии надежных палеонтологических данных, которые можно было бы использовать для калибровки (то есть оценки абсолютной длины ветвей) эволюционного древа, построенного на основе сравнения нуклеотидных последовательностей ДНК современных орхидей. Для качественной калибровки — и резкого повышения точности результатов — хватило бы и одной «хорошей» находки, то есть надежно датированной и занимающей точно установленную позицию на эволюционном древе. Но такой находки до сих пор не было. Теперь, когда она появилась, ученые смогли внести ясность в данный вопрос.

Выяснилось, что гипотеза о позднем происхождении орхидных (в эоценовую эпоху или еще позже) может быть уверенно отброшена. Последний общий предок всех современных орхидей, согласно новым данным, жил в позднемеловую эпоху (76–84 млн лет назад). Еще до конца мелового периода (65 млн лет назад или ранее) семейство подразделилось на пять эволюционных линий, соответствующих пяти современным подсемействам.

Бурное эволюционное развитие двух основных подсемейств орхидей Orchidoideae и Epidendroideae началось в раннем кайнозое, примерно 55–60 млн лет назад, или ранее. Таким образом, орхидные, считавшиеся чуть ли не самым молодым семейством цветковых растений, оказались весьма древней группой. Косвенно это свидетельствует и о глубокой древности тесных взаимоотношений и сопряженной эволюции цветковых и насекомых-опылителей.

   
автор: Александр Марков