Sci - nature wiki

كيف حولت “قوة الزهرة” الأرض حرفياً منذ ملايين السنين

0

بعد عصر الديناصورات ، قد يكون تطور النباتات المزهرة هو الذي أدى إلى الانفجار في تنوع الحياة على الأرض ، وفقًا لورقة بحثية عام 2021.

معظم النباتات التي نأكلها ونشربها ونرتديها ونبني بها هي من الأنواع المزهرة. يطلق عليهم اسم كاسيات البذور ، والتي تُترجم تقريبًا من اليونانية باسم “أوعية البذور”.

يقول عالم النباتات القديمة بجامعة ولاية بنسلفانيا: “أكثر من مليون نوع من الحشرات الحديثة تدين بسبل عيشها إلى كاسيات البذور ، مثل الملقحات مثل النحل والدبابير ، آكلة الأوراق مثل الخنافس والجراد والبق ، أو تتغذى على الرحيق مثل الفراشات” بيتر ويلف.

“وهذه الحشرات تأكلها العناكب والسحالي والطيور والثدييات”.

منذ مئات الملايين من السنين ، قيل أن معظم الأنواع على الأرض تعيش في المحيطات – وهو أمر منطقي نظرًا لأن هذه الأماكن المائية تغطي أكثر من 70 بالمائة من سطح كوكبنا. لكن اليوم ، يوجد معظم تنوع الحياة على الأرض.

في مراجعة أدبية نُشرت مؤخرًا ، جادل عالم الأحياء القديمة بجامعة بريستول مايكل بينتون وزملاؤه بأن هذا التغيير ، الذي يُعتقد أنه حدث منذ حوالي 100 مليون سنة ، كان مدفوعًا بالنباتات المزهرة. وتزامن ذلك مع العديد من الابتكارات في بيولوجيا كاسيات البذور.

كان هذا في الوقت الذي نشأت فيه العديد من عائلات النباتات التي نعرفها اليوم وفقًا للجداول الزمنية الجزيئية ، والتي تضمنت زيادة هائلة في حجم الفاكهة والبذور – وهو المحرك لتطور المزيد من الحيوانات الآكلة للفاكهة.

(مايك بينتون / New Phytologist Trust)

أعلاه: تزامن ظهور كاسيات البذور مع التوسعات الهائلة في التنوع البيولوجي للنباتات والفطريات والحيوانات الحديثة.

يقول بينتون: “ربما كانت النباتات المزهرة موجودة منذ بعض الوقت ، لكنها بدأت تظهر بشكل أكثر شيوعًا في العصر الطباشيري ، في آخر 70 مليون سنة من عصر الديناصورات”.

“لكن يبدو أن الديناصورات لم تختر أكلها ، واستمرت في تقضم السرخس والصنوبريات مثل الصنوبر. ومع ذلك ، فقط بعد أن ذهبت الديناصورات ، بدأت كاسيات البذور حقًا بشروط تطورية.”

أطلق الفريق على هذا الحدث اسم “ثورة أنجيوسبيرم الأرضية” ، ويشتبه في أننا قد أغفلناها سابقًا لأنه ثُقب بسبب الانقراض الدراماتيكي الذي أطاح بالديناصورات غير الطيرية من الصورة.

وقد أدى تأثير هذا الكويكب إلى تدمير العديد من أنواع الكائنات ، بما في ذلك 70 في المائة من الأنواع البحرية ؛ ولكن عندما انتعشت الحياة ، كانت الحشرات والطيور والثدييات والزواحف على الأرض هي التي انتصرت.

يقول عالم النباتات القديمة بيتر ويلف Peter Wilf من جامعة ولاية بنسلفانيا: “من الممكن أن تكون إزالة الديناصورات ودوسها المستمر واضطرابها هو الدافع وراء هذه الأحداث”.

يقترح الفريق أن هذه التجارب التطورية الزهرية دفعت الحياة على الأرض إلى التنويع من خلال أربع طرق رئيسية.

أولاً ، مع انتشار النباتات المزهرة في موائل مختلفة ، قام التطور بتحويلها إلى مجموعة رائعة من الأشكال الجديدة. خلقت هذه الأنواع الجديدة من الهياكل والمواد الكيميائية والاستراتيجيات الإنجابية فرصًا جديدة للحياة الأخرى التي تتطور حولها.

يقول بينتون: “لقد أصبحت كاسيات البذور شديدة التنوع ، ولكنها أيضًا أوجدت أعدادًا هائلة من المنافذ للنباتات والحيوانات الأخرى ، لذلك تحصل على عشرات الأنواع على كل هكتار من سطح الأرض أكثر مما كنت ستحصل عليه إذا لم تكن كاسيات البذور قد نشأت عندما كانت كذلك”. .

في المقابل ، تعني الزيادة في الإنتاجية أن هذه المصانع كانت تنتج وتتاجر بمزيد من الطاقة.

يقول عالم الأحياء التطوري هيرفي سوكيه من الحدائق النباتية الملكية في سيدني: “يمكنهم أيضًا التقاط قدر أكبر بكثير من طاقة الشمس مقارنة بالصنوبريات وأقاربهم ، وهذه الطاقة الإضافية تمر عبر النظام البيئي بأكمله”.

إعادة بناء كاسيات البذور المبكرة ، Archaefructus sinensis، من الأدلة الأحفورية. (ريبيكا هورويت)

أدت مصادر الغذاء الجديدة الناتجة ، من الغطاء النباتي الفاتن إلى المغريات عالية الطاقة للملقحات ، إلى خلق العديد من العلاقات المتبادلة بين هذه النباتات والحيوانات ، مما أدى إلى سلسلة من الفرص الجديدة الأخرى للتنوع البيولوجي وصولاً إلى أعلى الحيوانات المفترسة.

يوضح سوكيه أن “كاسيات البذور هي التي تقود أيضًا تطور الحيوانات التي تلقيحها ، وخاصة الحشرات ، ويمكنها بناء هياكل غابات معقدة تكون موطنًا لآلاف الأنواع”.

أخيرًا ، مع زيادة الغزاة المزدهرين بكثرة ، بدأوا أيضًا في التأثير على مناخهم المحلي. تعني معدلات النتح الأعلى أن النباتات تسحب المزيد من المياه من التربة وتمررها إلى الغلاف الجوي ، مما يغير المناخ ودورات المياه.

سمح ذلك لأنواع نبات كاسيات البذور بزيادة مدى البيئات الاستوائية الرطبة ، وبالتالي توسيع الموائل المناسبة للعديد من الأنواع الأخرى ، من الضفادع إلى الفطريات وحتى للنباتات الأخرى التي سبقتها مثل السرخس. لقد كان وضعًا يربح فيه الجميع.

“من ناحية أخرى ، فإن الغابات الصنوبرية ، التي تدور حول عائلة الصنوبر ، على سبيل المثال ، تحتوي على عدد أقل من أنواع النباتات أو الحيوانات الأخرى ، وربما لم تكن أبدًا غنية بالأنواع ،” يلاحظ سوكيه.

يقترح بنتون وزملاؤه أن الاختلافات في علم الوراثة مكنت كاسيات البذور من التنويع أكثر بكثير من النباتات الأخرى. على الرغم من مضاعفات الجينوم السابقة (وهي سمة شائعة في جميع النباتات يمكن أن تؤدي إلى المزيد من الكروموسومات) ، إلا أن جينوماتها صغيرة نسبيًا مع عدد أقل من الكروموسومات. قد تكون الآليات التي تقلل جينوماتها هي التي تسمح للنباتات المزهرة بإنشاء أنماط وراثية جديدة بهذه السهولة.

أوضح الباحثون أن كاسيات البذور تُظهر إعادة اختراع ومرونة أعلى إلى حد كبير – القدرة على التطور الفسيولوجي سريعًا – مقارنة بعاريات البذور مثل الصنوبريات.

قد يكون هذا قد سمح للنباتات المزهرة بالدخول في نظام جديد تمامًا للحياة على الأرض. في النهاية ، أصبح نظامنا.

تم نشر المراجعة في علم النبات الجديد.

Leave A Reply

Your email address will not be published.