Если вы хотите знать, как выглядели цветы 140 миллионов лет назад, взгляните на магнолию

Большинство растений, населяющих Землю, похожи друг на друга тем, что имеют цветы. Однако история их происхождения остается во многом загадкой. Сегодня цветы представляют собой половые органы более чем 360 000 видов, которые произошли от одного общего предка.

Это древнее растение, существовавшее в промежутке от 250 до 140 миллионов лет назад, произвело первые цветы в то время, когда наша планета была теплее и богаче кислородом и парниковыми газами. Это была большая эпоха процветания динозавров. Последних не существует уже 65 миллионов лет, с последнего массового вымирания. И все же о внешнем виде игуанодона мы знаем больше, чем о предке цветковых.

Отчасти это связано с тем, что ранние цветы не оставили и следа. Чтобы эти хрупкие структуры окаменели, требуются особые обстоятельства. Поскольку никакие окаменелости цветов не датируются возрастом 140 миллионов лет или более, ученые до сих имеют лишь ограниченное представление о том, как мог выглядеть их предок.

Исследование международной команды ботаников позволило создать лучшую на сегодня реконструкцию самого древнего цветка. Для этого они сосредоточились не столько на окаменелостях, сколько на изучении характеристик 800 живых сегодня потомков этого растения.

Перечисляя сходства и различия между родственными цветковыми растениями, ученые пришли к выводам о характеристиках их близких предков. Например, у всех видов орхидей цветки имеют зеркальный эффект: две половинки каждого цветка симметричны (двусторонняя симметрия). Поэтому можно предположить, что предок орхидей обладал этой характеристикой. Затем ботаники выявляли общие черты других цветов и сравнивали их предков с предками орхидей и так далее. В конце концов получилось основание генеалогического древа цветковых растений.

Первый цветок напоминает современную магнолию с ее многочисленными лепестками (технически это листочки околоцветника), недифференцированными и расположенными в виде концентрических кругов. В его центре расположено несколько рядов половых органов, включая тычинки и завязи. Вероятно, древние опылители проникали в этот цветок, собирая пыльцевые зерна и, сами того не зная, помогая растению производить семена.

Исследование не позволяет решить вопрос о том, имел ли каждый примитивный цветок пол или, наоборот, мужские и женские репродуктивные органы были объединены в одном цветке. В настоящее время ученые расходятся по этому вопросу. С одной стороны, одна из старейших линий цветковых растений, которая сохранилась сегодня только в виде амбореллы (на картинке ниже), редкого кустарника из Новой Каледонии, имеет цветы мужского или женского пола. С другой стороны, у большинства современных видов в одном цветке присутствуют оба пола.

Упомянутое выше исследование доказывает, что предковый цветок был гермафродитом, то есть примитивные цветковые растения могли размножаться, принимая роль мужского или женского пола. Такое сочетание в одном цветке может быть преимуществом, когда растение приживается в новой среде: каждая уникальная особь может стать своим собственным партнером. Действительно, многие виды, заселившие отдаленные острова, оказались гермафродитами. Возможно, это помогло первым цветковым утвердиться среди других растений.

Несмотря на внешнее сходство с некоторыми известными нам цветами, первопредок приготовил несколько сюрпризов. Ботаники, например, долгое время считали, что первые цветы имели лепестки, расположенные по спирали в центре, как мы видим у современных видов, таких как звездчатый анис. Но последние открытия убедительно свидетельствуют о том, что органы первых цветков располагались не по спирали, а в ряды концентрических кругов (мутовок), как у современных растений. Однако на примитивном цветке этих мутовок было больше, а это означает, что со временем цветы стали проще.

Парадоксально, но такое упрощение цветочной архитектуры могло предоставить современным растениям более стабильную основу для эволюции, а также для выполнения сложных задач. В их числе возможность лучшего взаимодействия с определенными насекомыми, как в случае с орхидеями, или образование цветочных головок – десятков или сотен маленьких цветков, которые сегодня мы видим, например, у подсолнечника.

Сегодня мы имеем довольно хорошее представление о том, как мог выглядеть один из первых цветов, но мы мало знаем о том, как он появился на Земле. Возможно, человеку придется ждать открытия новых окаменелостей, которые заполнят этот пробел, представляющий период от 250 до 140 миллионов лет.