En un baile brillante, una cornucopia de flores, piñas y bellotas conectadas por el viento, la lluvia, los insectos y los animales aseguran el futuro reproductivo de las plantas de semillas. Pero antes de que las plantas lograran estas elaboradas especializaciones para el sexo, atravesaron millones de años de evoluciónAhora, los investigadores han captado un vistazo de ese proceso evolutivo con el descubrimiento de una nueva especie de planta antigua.
El espécimen fosilizado probablemente pertenece a los barinofitos herbáceos, un grupo extinto inusual de plantas que puede estar relacionado con los clubmosses, y es uno de los ejemplos más completos de una etapa aparentemente intermedia de biología reproductiva de las plantas. La nueva especie, que trata sobre400 millones de años y desde el período Devónico Temprano, produjeron un espectro de tamaños de esporas, un precursor de las estrategias especializadas de plantas terrestres que abarcan los hábitats del mundo. La investigación fue publicada en Biología actual 4 de mayo
"Por lo general, cuando vemos que las plantas heterosporosas aparecen en el registro fósil, simplemente aparecen", dijo el autor principal del estudio, Andrew Leslie, profesor asistente de ciencias geológicas en la Facultad de Ciencias de la Tierra, Energía y Medio Ambiente de Stanford Stanford Earth. "Creemos que esto puede ser una especie de instantánea de este período de transición muy raramente presenciado en la historia evolutiva, donde se observa una gran variación entre las esporas en la estructura reproductiva".
Un cambio importante
Uno de los períodos de tiempo más importantes para la evolución de las plantas terrestres, el Devónico fue testigo de la diversificación desde pequeños musgos hasta imponentes bosques complejos. El desarrollo de diferentes tamaños de esporas, o heteroporos, representa una modificación importante para controlar la reproducción, una característica quemás tarde evolucionó a versiones pequeñas y grandes de estas unidades reproductivas.
"Piense en todos los diferentes tipos de sistemas sexuales que se encuentran en las flores; todo eso se basa en tener esporas pequeñas separadas, o polen, y esporas grandes, que están dentro de las semillas", dijo Leslie. "Con dos discretasclases de tamaño, es una forma más eficiente de empaquetar recursos porque las grandes esporas no pueden moverse tan fácilmente como las pequeñas, pero pueden alimentar mejor a la descendencia ".
Las primeras plantas, de hace entre 475 millones y 400 millones de años, carecían de especialización reproductiva en el sentido de que producían los mismos tipos de esporas, que luego se convertirían en pequeñas plántulas que realmente transfirieron células reproductivas. Al dividir los recursos reproductivos, las plantasasumió más control sobre la reproducción, según los investigadores.
La nueva especie, junto con el grupo de plantas descrito anteriormente Chaleuria de la misma edad, representa la primera evidencia de biología reproductiva más avanzada en plantas terrestres. El siguiente ejemplo no aparece en el registro fósil hasta unos 20 millones de años después.
"Este tipo de fósiles nos ayudan a localizar cuándo y cómo exactamente las plantas lograron ese tipo de división de sus recursos reproductivos", dijo Leslie. "El final de esa historia evolutiva de especialización es algo así como una flor".
Un hallazgo fortuito
Los investigadores comenzaron los análisis de los fósiles después de que habían sido almacenados en las colecciones en el Museo Nacional de Historia Natural del Smithsonian durante décadas. De aproximadamente 30 pequeñas astillas de roca excavadas originalmente en la Formación Campbellton de Nuevo Brunswick en Canadá por un paleobotánico tardío yEl coautor del estudio, Francis Hueber, identificó más de 80 estructuras reproductivas o esporangios. Las esporas mismas tienen un diámetro de aproximadamente 70 a 200 micras, aproximadamente un mechón a dos mechones de cabello. Mientras que algunas de las estructuras contenían exclusivamente grandes oesporas pequeñas, otras solo contenían esporas de tamaño intermedio y otras tenían todo el rango de tamaños de esporas, posiblemente con algunas produciendo esperma y otras con huevos.
"Es raro tener tantos esporangios con esporas bien conservadas que se pueden medir", dijo Leslie. "Tuvimos suerte de cómo se conservaron".
Las plantas heterosporosas fósiles y modernas viven principalmente en ambientes de humedales, como llanuras de inundación y pantanos, donde la fertilización de grandes esporas es más efectiva. La especie antigua, que se describirá formalmente en un documento de seguimiento, tiene una mezcla de esporas queNo es como vivir en la actualidad, dijo Leslie.
"La historia general en la reproducción de plantas terrestres es una de mayor división del trabajo y especialización y complejidad, pero eso tiene que comenzar en alguna parte, y comenzó con la simple producción de esporas pequeñas y grandes esporas", dijo Leslie. "Con estos tiposde fósiles, podemos identificar algunas formas en que las plantas pudieron hacer eso "
Los coautores del estudio son de la Universidad de Brown, la Universidad de Carolina del Norte - Chapel Hill y la Universidad de Sheffield.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Escuela de Ciencias de la Tierra, Energía y Medio Ambiente de Stanford . Original escrito por Danielle Torrent Tucker. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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