Эволюционная биология: озеленение на берегу

Группа под руководством биолога-эволюциониста профессора доктора Свена Гулда из Университета Генриха Гейне в Дюссельдорфе (HHU) изучает текущее состояние исследований колонизации земли растениями, которая произошла около 500 миллионов лет назад. Результаты этого иллюстрированного обзорного исследования, опубликованного доктором Моной Шрайбер в качестве ведущего автора, теперь опубликованы в последнем номере журнала. Тенденции в растениеводстве.


Потребовалось несколько сотен миллионов лет после образования Земли около 4,5 миллиардов лет назад, чтобы первоначально огненный земной шар остыл, позволив сформироваться первым океанам и континентальным массивам. Земля была голой скалой в течение следующих трех миллиардов лет.

Голубая планета с зелеными континентами, которую мы знаем сегодня, не существовала как таковая в ту эпоху. Поскольку условия на континентах были в значительной степени враждебными для жизни, с гораздо более высокой вулканической активностью, выбрасывающей токсичные газы в атмосферу, более слабым магнитным полем, чем существующее сегодня, земля подвергается большему воздействию космических лучей, а более тонкий озоновый слой фильтрует ультрафиолетовый свет.

Это начало меняться примерно 500 миллионов лет назад, когда растения начали колонизировать сушу. Вторжение катализировало метаморфозы враждебной среды, ускорив преобразование атмосферы, чтобы заложить основы для развития жизни на суше, какой мы ее знаем сегодня. Все это могло произойти только после того, как растения, которые жили только в океанах и внутренних пресных водах, завоевали континенты.

Теперь профессор д-р Свен Гулд из Института молекулярной эволюции HHU, профессор д-р Штефан Ренсинг и д-р Мона Шрайбер, специалист по биоинформатике и художник из Марбургского университета, представляют обзор текущего состояния исследований в области колонизация земли растениями в журнале Trends in Plant Science. Их статья была написана в связи с приоритетной программой 2237 «MAdLand» (Молекулярная адаптация к земле), финансируемой Немецким исследовательским фондом. Цель программы MAdLand — изучить истоки эволюционной адаптации растительных организмов к жизни на суше.

Континенты начали зеленеть только после того, как стрептофитная водоросль переместилась из водной среды обитания в прибрежные зоны, а затем полностью перешла на сушу более 500 миллионов лет назад в процессе многочисленных молекулярных и морфологических адаптаций. В ходе происходящих на Земле изменений растения продемонстрировали огромную адаптационную способность и коренным образом изменили климат, главным образом за счет фиксации двуокиси углерода (CO2) в огромных масштабах.

Наземная флора распространялась с преобладающей силой, цветущие растения росли взрывным образом; сегодня они составляют более 90% всех известных видов наземных растений. В истории нашей планеты наземные растения вызывали несколько климатических изменений, снова и снова демонстрируя потрясающие адаптивные способности.

Исследователи изучают геномы видов, имеющих эволюционное значение в отношении террестрилизации, включая мхи, ликоподы, папоротники и некоторые водоросли, чтобы углубить наши знания об эволюционных процессах и молекулярной адаптации. Их работа направлена ​​на выявление механизмов, служивших смягчению враждебных условий жизни на суше, которые изменились в ходе этой эволюции. Они действительно могут оказаться актуальными в отношении изменения климата, в том числе для модификации сельскохозяйственных культур в ответ на меняющиеся условия окружающей среды.

Что касается роли людей в эволюции планеты, старший автор исследования профессор Гулд поясняет: «Человеческие существа, у которых короткая история по сравнению с растениями, действительно сами по себе ответственны за значительные изменения на планете и ее климате. Чрезвычайная скорость этих изменений представляет собой серьезную проблему, поскольку у природы почти нет времени на адаптацию.Темпы антропогенных изменений ускорились, когда человек развил сельское хозяйство и животноводство, что привело к устойчивому росту населения и расчистке все большего количества земель для сельского хозяйства. .» В этой работе сотрудничающие авторы анализируют влияние человека на климат, обсуждая приспособляемость растений к изменениям, происходящим сегодня.