Российские ученые изучили ископаемые остатки бука возрастом 15 миллионов лет

Палеоботаники впервые изучили комплекс листьев и репродуктивных органов бука из миоцена Южного Китая, расширив знания о эволюции рода Fagus.

Российские и китайские палеоботаники осуществили редкое комплексное исследование ископаемых остатков бука (дерево рода Fagus) из миоценовых отложений Южного Китая. Миоценовая эпоха началась 23,04 миллиона лет назад и завершилась 5,33 миллиона лет назад.

Ученые применили методы световой, сканирующей и трансмиссионной электронной микроскопии для анализа сочетания листьев, репродуктивных структур — купул и тычиночного цветка, а также пыльцы. Результаты опубликованы в авторитетном журнале Annals of Botany (Oxford Academic).

Что обнаружили ученые

Ранее находки бука в ископаемом состоянии чаще ограничивались отдельными листьями или пыльцой, описанными из эоцена (56-33 млн. лет назад) Северной Америки, Европы и Азии. В Китае древнейшие следы рода Fagus также включали пыльцу эоценового возраста и редкие остатки листьев.

В новом исследовании впервые удалось объединить в рамках одной таксономической ассоциации органические структуры, которые явно принадлежат одному и тому же растению. Листья и купулы (чашевидные образования, окружающие или подстилающие семязачатки или плоды) демонстрируют мозаичное сочетание морфологических признаков, характерных для некоторых современных и ископаемых азиатских видов Fagus. При этом тычиночный цветок имеет уникальные особенности, отличающиеся от цветков у других видов — в частности, поверхностные прицветники полностью закрывают тычинки. Пыльцевые зерна внутри тычиночного цветка соответствуют родовым признакам бука, сходным с пыльцой современного китайского вида Fagus longipetiolata.

Листья букаИсточник: Unsplash

Эволюционные выводы

Такая комплексная находка — редкость не только для Азии, но и для всего мира. До сих пор максимально полные ассоциации листьев, цветков и купул были описаны лишь в единичных палеонтологических материалах.

По мнению исследователей, обнаруженные фитофоссилии указывают на значительную морфологическую неоднородность древних азиатских популяций бука в миоцене, а также на расширение ареала рода до низких широт современного Южного Китая.

Палеоботанические данные свидетельствуют, что в третичном периоде буки были широко распространены по умеренным и субтропическим регионам Евразии и Северной Америки, а их эволюция тесно связана с изменениями климата и миграциями флор. В частности, так называемая тургайская флора с участием бука когда-то покрывала обширные территории от Урала до Камчатки, а возможно даже до Канады и Гренландии, смещаясь на юг по мере похолодания и возвращаясь на север при потеплении.

Находки буков из миоцена Гуанси, Южный Китай: 1—4 — листья Fagus tengxianensis N. Maslova, Kodrul et Jin; 5 — тычиночный цветок Fagus glabra N. Maslova, Tekleva et Jin; 6 — купула Fagus aculeata Zdravchev, N. Maslova, Kodrul et Jin. Масштаб: 1–4 — 1 см; 5 — 0,25 мм; 6 — 2,5 ммИсточник: Новости РАН

Находки, подобные описанной, позволяют реконструировать не только отдельные части древних растений, но и целостную морфологию дерева, что крайне редко удается ввиду фрагментарности окаменелостей. Аналогично, находки из других эпох, такие как Fagus из Северной Америки и Европы или древние цветковые растения из юрского периода Китая — важнейший источник знаний о древней флоре Земли.

Авторы особо отмечают, что сочетание листьев и репродуктивных органов в общей фоссилии дает особо ценное представление о морфологии древних буков и их эволюции.