Пережившие динозавров древние растения извлекали азот из воздуха

Некоторые саговники могут обменивать бактерии в корнях на азот. Ученые предполагают, что именно это помогло им выжить в суровых условиях, но как именно, пока неизвестно.

Древняя линия растений, саговники, когда-то была любимой пищей динозавров. В течение мезозойской эры, начавшейся 252 миллиона лет назад, эти растения обильно распространялись в лесах. Сегодня лишь несколько видов пальмоподобных растений произрастают в тропических и субтропических средах обитания.

Большинство саговников вымерло. Их исчезновение из прежних мест обитания началось в конце мезозоя и продолжалось до начала кайнозойской эры, когда на Землю обрушился астероид. Однако, в отличие от динозавров, до наших дней каким-то образом дожили несколько групп саговников.

Новое исследование пришло к выводу, что выжившие виды саговников полагались на симбиотические бактерии в своих корнях, которые обеспечивали их азотом для роста, пишет Phys.org. Подобно современным бобовым и другим растениям, использующим азотфиксацию, эти саговники обменивают сахар с бактериями в корнях на азот, полученный из атмосферы.

Окаменелый образец саговника, у которого были отобраны образцы изотопов азота, указывающие на атмосферу, в которой он рос.
Окаменелый образец саговника, у которого были отобраны образцы изотопов азота, указывающие на атмосферу, в которой он рос. Источник: Michael Kipp—Duke University

Ткани азотфиксирующих растений могут предоставить информацию о составе атмосферы, в которой они выросли. Сочетая геохимию с летописью окаменелостей, можно понять историю климата Земли.

Зная, что современные саговники являются азотфиксаторами, ученые начали анализировать некоторые окаменелости растений. Оказалось, что большинство видов старых саговников, которые не были азотфиксаторами, вымерли.

Для сравнения изотопов азота была использована окаменелость жилкового листа из тех же слоев, что и вымерший саговник.
Для сравнения изотопов азота была использована окаменелость жилкового листа из тех же слоев, что и вымерший саговник.Источник: Michael Kipp—Duke University

В некоторых окаменелостях, которые относятся к более молодым саговниковым линиям возрастом около 20-30 миллионов лет, есть такой же паттерн азота, как и в современных растениях саговников. Это свидетельствует о том, что азот в этих окаменелостях был поставлен симбиотическими бактериями. Однако в более старых и вымерших окаменелостях саговников этот азотный паттерн отсутствует.

Неизвестно, как именно фиксация азота помогла выжившим саговникам. Возможно, это позволило им пережить резкое изменение климата или лучше конкурировать с быстрорастущими покрытосеменными растениями, которые процветали после массового вымирания. А может, и то, и другое.

Кстати, покрытосеменные — древняя форма жизни, которая пережила динозавров и может пережить нас. Это предки семейств декоративных орхидей, магнолий и пассифлоры, семейств злаков и картофеля, семейств лекарственных маргариток и травянистых мятных.