Пермские растения закрывали свои листья на ночь и открывали их днем. Это доказали симметричные отверстия с обеих сторон от центральной жилки, которые делали насекомые. Движение листьями помогало ископаемым растениям защищаться от вредителей и лучше контролировать температуру. Полученные данные расширяют представления об экологии древних растений. Результаты исследования опубликованы в журнале Current Biology.
Движение — это отличительная черта животных, но и многие растения могут менять положение отдельных своих частей. Ненаправленное движение частей растения в ответ на действие раздражителя называют настиями. Примерами такого типа активности являются опускание листьев, открывание или закрывание бутонов, поворачивание соцветий в течение дня. Растение может реагировать на изменение влажности или прикосновение. Никтинастии — это один из вариантов настий, при котором растение отвечает на колебания освещенности и температуры. При этом оно складывает ночью и раскрывает днем листья. Происхождение никтинастии, ее эволюционная история и функциональные преимущества остаются неоднозначными из-за отсутствия ископаемых примеров этого процесса.
Ученые из Китая и Швеции зафиксировали первые ископаемые свидетельства никтинастии. На юго-западе Китая исследователи нашли два листовых отпечатка. Они принадлежали двум видам гигантоптерид, которые относятся к пермской флоре и жили около 250–300 миллионов лет назад. О никтинастии свидетельствовал особый тип повреждения этих листьев травоядными насекомыми: два параллельных ряда отверстий располагались с двух сторон от средней жилки. Такой рисунок авторы увидели на обоих листах. При этом насекомые атаковали сложенные листья с их нижней стороны, о чем говорит неодинаковый диаметр отверстий на разных сторонах листа. По форме и размерам отверстий ученые предположили, что краевые участки должны были быть более плотно сложены.
У современных растений, складывающих листья ночью, встречаются схожие повреждения. Наблюдения за современными бобовыми показали, что листья этих растений сворачиваются на ночь и открываются в течение дня. Насекомые питаются свернутыми листьями, что как раз вызывает симметричные повреждения с обеих сторон от срединной жилки. Кроме того, похожие повреждения находили на клевере, листья которого ночью складываются друг напротив друга. Таким образом, листья пермских представителей повреждались, когда растение складывало их вдоль прочной средней жилки.
У некоторых современных растений молодые листья находятся в свернутом состоянии. Если насекомое питается таким листом, то на нем после вырастания видны симметричные отверстия. Однако такие повреждения деформируют ткани листа и расщепляют его пластинку вокруг отверстия. Ученые не обнаружили таких признаков на ископаемых формах, что говорит именно о никтинастии.
Авторы предполагают, что никтинастия развилась независимо у разных групп растений и в разное время в ходе истории. Исследователи считают, что никтинастия позволяла растениям лучше регулировать температуру и отводить поверхностные воды. Кроме того, этот процесс мог защищать растения от ночных насекомых: за счет уменьшения открытой поверхности листа, а также за счет увеличения видимости насекомых для хищников и паразитов. Таким образом, полученные результаты дополняют представления об экологии ископаемых растений.
«Доказательства повреждения листьев ископаемыми насекомыми могут предоставить гораздо больше информации о "поведении" и экологии растений. Летопись окаменелостей о взаимодействии растений и животных — это богатый и в значительной степени нетронутый банк экологических данных», — рассказывают авторы исследования.
Автор: Анна Дегтярь.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
