Шиповатость (общий термин для явления шипов, колючек и шипов на растениях) является важной функциональной чертой, общей для многих семейств растений во всем мире и в основном обеспечивающей физическую защиту от позвоночных травоядных. Несмотря на то, что колючие растения распространены по всему миру, наше понимание их эволюционной истории остается неполным, в основном из-за нехватки летописей окаменелостей.
В исследовании, опубликованном в Nature Communications, исследователи из Тропического ботанического сада Сишуанбаньна (XTBG), Института палеонтологии позвоночных и палеоантропологии Китайской академии наук (CAS), Бристольского университета и Открытого университета Соединенного Королевства сообщили об исключительно богатых скоплениях окаменелостей колючек растений, собранных из позднеэоценовых (около 39 миллионов лет назад) отложений в центральном Тибете.
Эти окаменелости подтверждают раннюю диверсификацию колючих растений в тибетском регионе одновременно с появлением открытых полулесных местообитаний в позднем эоцене и в начале перехода центрального Тибета к формированию полного плато.
Исследователи задокументировали в общей сложности 44 ископаемых образца с шипами, собранных в двух местонахождениях окаменелостей в центральной тибетской шовной зоне Бангон-Нуцзян: Даю (32° 20′ с.ш., 89° 46′ в.д.) и Сиеде (31° 58′ с.ш. , 88° 25′ в.д.). Они классифицировали ископаемые шипы в общей сложности на семь морфотипов, включающих колючки и шипы, в соответствии с двумя критериями: колючки происходят из эпидермиса органов растений, таких как стебли, листья и черешки, тогда как шипы представляют собой видоизмененные ветви и содержат внутренние сосудистые пучки.
Чтобы исследовать появление и раннюю диверсификацию колючих растений, исследователи не только провели молекулярный филогенетический анализ, но также использовали прокси-данные и данные моделирования для реконструкции растительности, климата и травоядных, которые способствовали эволюции колючих растений в центральном Тибете в эоцене. Кроме того, они реконструировали эволюционную историю шипов у видов древесных эвдикотов Евразии в рамках мегафилогенеза растений.
По словам Чжан Синьвэня из XTBG, моделирование и косвенные данные указывают на «сухой и охлаждающий климат» в центральной долине Тибета к середине эоцена. Это изменение сопровождалось увеличением высоты примерно на один километр около 47 миллионов лет назад.
На этом фоне окаменелости растений фиксируют начало раскрытия растительности в условиях засушливого / охлаждающего климата, поскольку современное Тибетское плато росло с позднего эоцена. Наблюдаемая шиповатость указывает на раннее развитие механизмов физической защиты от кормления крупных травоядных в этом регионе.
«Наше исследование показывает, что региональная аридизация и экспансия травоядных млекопитающих, возможно, привели к диверсификации функциональной шиповатости в лесах центрального Тибета, примерно на 24 миллиона лет раньше, чем аналогичные преобразования в Африке», — сказал Су Тао из XTBG.
