Содержание
Самые древние растения планеты | MARIECLAIRE
Секвойядендрон гигантский
Сине-зеленые водоросли
Водоросли существуют на Земле уже миллиарды лет, а самыми древними из них считаются сине-зеленые, которые пережили всех своих предков и были на Земле, когда на ней не было еще никого. Эти представители растительного мира чаще всего встречаются в пресных водоемах, но могут жить и в морях, и на суше, и даже в экстремально горячих источниках. Вы же можете встретить эти удивительные организмы в своих аквариумах, когда те немного постоят на солнце. К слову, многие биологи склонны считать, что эти организмы нисколько не растения, а бактерии. Все дело в том, что они одновременно занимаются фотосинтезом (что, как мы помним из уроков биологии, означает создание органических веществ при помощи солнечного света), но и поглощением уже существующих тех самых органических веществ.
Селиганелла
Это необычное небольшое растение, чем-то напоминающее своим видом папоротники, которые, между прочим, являются их более молодыми родственниками.
Селагинеллы относятся к одной из древнейших групп растений — к плаунам. Когда-то миллионы лет назад они вместе с папоротниками и мхами заселяли целые тропические леса и болота.
Сегодня вы можете выращивать их даже у себя дома, но учтите, что они очень капризны в уходе.
Гинкго
Гинкго — реликтовое растение, которое не составит труда найти на улицах современных городов. Чаще всего оно встречается на территории Китая и Японии. Его легко можно опознать по удивительным листьям, по форме напоминающим маленькие веера. Удивительно, что эти растения могут выжить в любых условиях. Когда в 1945 году на Хиросиму была сброшена атомная бомба, единственными растениями, нисколько не пострадавшими от катастрофы, были именно деревья гинкго.
Согласно последним исследованиям, этим растениям более 250 миллионов лет, а это означает, что предки сегодняшних деревьев этого вида были свидетелями «великого» пермского вымирания, приведшего к исчезновению более 95% видов всех живых существ.
Метасеквойя
Еще одно древнее растение из Китая. Долгое время его считали вымершим, так как сначала были обнаружены только окаменевшие остатки. Живое растение же было найдено относительно недавно, а именно в 1943 году в горах Китая. Проведенный анализ ДНК этого хвойного дерева выявил, что метасеквойя в прямом смысле не изменилась со времен динозавров.
Секвойядендрон гигантский
Вот уж кто не вызывает сомнений в своем возрасте и древности. Это гигантское стометровое дерево впечатляет не только своей историей (оно живет на Земле более 100 миллионов лет), но и видом — настоящий великан, чей ствол может быть диаметром до 10 метров. Живет секвойядендрон около 3-4 тысяч лет. Только представьте, сколько всего могло бы рассказать каждое из деревьев.
Посмотреть на него можно в Северной Америке, но не надейтесь увидеть целые заросли — в конце XIX секвойядендроны вырубались в гигантских количествах из-за своей невероятно прочной древесины, поэтому сегодня их насчитывается всего около 500 экземпляров.
Воллемия
Это похожее на обычную елку дерево на самом деле живет на нашей планете уже более 200 миллионов лет. Обнаружены деревья воллемии были совершенно случайно двадцать лет назад сотрудниками австралийского национального парка. На первый взгляд дерево совершенно непримечательно, конечно же, если не знать, что оно было свидетелем зарождения первых млекопитающих на Земле и пережило всех динозавров.
Дзельква
Больше всего это растение знаменито своей древесиной, которая очень ценится строителями. На сегодняшний день насчитывается около 6 видов дзельквы. Растет она медленно, но долго — 300 лет, что впрочем, конечно, невероятно мало по сравнению с другими реликтами.
Магнолия
Магнолия — одно из немногих древнейших растений, которое может похвастаться своей красотой. Считается, что ей не менее 150 лет. Интересно то, что пережив динозавров и множество земных климатических изменений, это растение крайне прихотливо. Если вы вдруг решите самостоятельно вырастить магнолию, будьте готовы к кропотливому труду и постоянному уходу за растением.
Актинидия
Этот род растений знаком вам по своим плодам — киви и некоторым разновидностям крыжовника. Появилось это растение более 65 миллионов лет назад вместе с каштанами, фикусами и платанами. Сегодня большинство видов этого растения используется в садоводстве — они неприхотливы и дают вкусные и сочные плоды.
Фото: Getty Images
Екатерина Еремеева
Сегодня читают
Только для избранных: самое красивое ожерелье королевы Елизаветы, которое она одалживала всего лишь двум принцессам
Как проверить свежесть яиц прямо в магазине: простой трюк, о котором вы точно не знали
Туфелька для Золушки: какую обувь носит Кейт Миддлтон
Думать не надо: 5 моделей сумок, которые идеально смотрятся с пуховиками
Миллионер из трущоб: самый нелепый совет по экономии денег, который дала Меган Маркл
Цветущие космонавты. Какие растения летали в космос и что с ними потом стало
С самого начала космической эры растения сопровождают человека в освоении внеземного пространства.
Однако в отличие от людей и животных они часто остаются безызвестными участниками космических полетов. «Чердак» вспоминает основные вехи космического растениеводства и рассказывает о его героях.
Почти два года назад, 16 января 2016 года, в космической оранжерее Veggie на американском сегменте МКС зацвела цинния. Астронавт Скотт Келли в своем восторженном твите назвал ее «первым цветком, зацветшим в космосе».
First ever flower grown in space makes its debut! #SpaceFlower #zinnia #YearInSpace pic.twitter.com/2uGYvwtLKr
— Scott Kelly (@StationCDRKelly) January 16, 2016
Восторг астронавта можно понять: он вырастил эти растения из семян, ухаживал за ними, спасал от засухи, наводнения и нашествия плесени. Но он ошибся. Растения в космосе и раньше неоднократно росли, цвели и даже давали семена. Еще Циолковский говорил о том, что растения необходимы человеку для освоения космоса, чтобы служить источником пищи и кислорода.
И с самого начала космической эры растения сопровождают человека в освоении внеземного пространства. Однако в отличие от людей и животных они часто остаются безызвестными участниками космических полетов. Давайте вспомним основные вехи космического растениеводства.
Первым растением, зацветшим в космосе и давшим семена, стала Arabidopsis thaliana, или резуховидка Таля. Арабидопсис зацвел в 1982 году на советской космической станции «Салют-7», в микрооранжерее «Фитон-3», благодаря усилиям космонавтов Анатолия Березового и Валентина Лебедева. Мелкий невзрачный сорняк, который живет всего пару месяцев, цветет крохотными белыми цветочками и дает множество семян. За это его и полюбили молекулярные биологи и физиологи растений всего мира. Неприхотливый, занимает мало места, быстро растет и дает много материала. Последние десятилетия это основной объект генетики и молекулярной биологии растений. Эти его свойства — малый размер и неприхотливость — оказались удобны и для космических исследований.
В космических аппаратах места мало и создать растениям идеальные условия непросто.
Микрооранжерея «Фитон». Фото: Малышев Николай, Сабаляускас Альгирдас/Фотохроника ТАСС
А вообще первым растением, которое побывало в космосе и вернулось обратно, была кукуруза. Ее семена отправились в суборбитальный полет в июле 1946 года на ракете «Фау-2» (V-2), собранной в США из немецких трофейных запчастей. Согласно директиве министерства обороны США, начиная с 1946 года на каждой запущенной ракете этой серии должны были находиться экспериментальные образцы для ученых. Семена кукурузы и плодовые мушки дрозофилы были первыми подобными образцами. Ученые планировали исследовать действие космической радиации на живые организмы.
Полностью по орбите вокруг Земли первыми из растений пролетели традесканция, водоросль хлорелла, семена кукурузы, пшеницы, гороха и лука. Они отправились в космос на втором «Спутнике» в 1960 году, вместе с Белкой и Стрелкой.
Первым растением, съеденным в космосе, стал лук.
Его вырастили в 1978 году на космической станции «Салют-4» в установке «Оазис» космонавты Владимир Ковалёнок и Александр Иванченков. Задачей эксперимента было — отработать условия выращивания растений и получить от них цветы и плоды с семенами. У лука нужно было срезать несколько стрелок, чтобы он не сгнил. Александр Машинский, в то время один из руководителей биологической группы НПО «Энергия», рассказывает, что часть этих стрелок космонавты съели, даже не спросив разрешения начальства.
1979 год. Космонавты Владимир Ковалёнок (слева), Александр Иванченков и — лук. Фотохроника ТАСС
Первые растения, облетевшие Луну, — деревья пяти хвойных и лиственных пород: сосна, пихта, секвойя, платан и ликвидамбар (лиственное дерево, распространенное на востоке Северной Америки). Около 500 семян этих деревьев отправились в космос в 1971 году на корабле «Аполлон-14» вместе с Аланом Шепардом и Эдгаром Митчеллом. Пока Шепард и Митчелл работали на поверхности спутника, их коллега Стюарт Руса облетал Луну на командном модуле.
В начале своей карьеры Руса был членом парашютного пожарного отряда лесной охраны, и у него остались знакомые в Службе леса США. Они попросили его взять с собой в космос семена.
После возвращения на Землю эти семена прорастили и получили около 450 саженцев. Их посадили на территории объектов НАСА, университетов, парков и государственных учреждений в США. Одно такое «лунное дерево», сосна, растет на территории Белого дома. Несколько саженцев были отправлены в другие страны, в том числе в качестве подарка императору Японии. Другие «лунные деревья» посадили рядом с их собратьями, выращенными из семян, оставшихся на Земле. Спустя годы после посадки эти деревья практически неотличимы.
Одно из лунных деревьев, растущее в Форт-Смите, в штате Арканзас. Фото: Jesse Berry / wikimedia commons / CC BY-SA 4.0
Первое растение, «слетавшее» на Марс, — китайская капуста. Это листовая капуста, внешне похожая на салат-латук. Именно ее в оранжерее «Фитоцикл-СД» выращивали участники эксперимента «Марс-500» — пробного «полета» на Марс, который состоялся в 2010—2011 годах.
В ангаре, стоящем на территории Института медико-биологических проблем РАН в Москве, построили макет марсианского корабля. В нем экипаж из шести человек провел 520 дней. За эти дни участники эксперимента отработали все этапы полета на Марс, включая выход на поверхность красной планеты, обрыв связи с Землей и даже пожар на корабле. В программу «полета» были включены и научные эксперименты, в том числе отработка методики выращивания китайской капусты в космической оранжерее, специально сконструированной для выращивания растений в невесомости. К сожалению, полакомиться свежей зеленью «космонавтам» не удалось: растения выросли мелкими и чахлыми. Предполагают, что причина этого — наличие в атмосфере «корабля» этилена и других газов, угнетающих рост растений. В реальном космическом корабле потребуется поставить воздушные фильтры на входе в отсек с оранжереей. Кроме капусты «космонавты» выращивали в обычной, земной оранжерее другие овощи — лук, сладкий перец, редис, томаты и пр. А в кают-компании стояла небольшая оранжерея для цветов.
«Марс-500». Ромен Шарль с оранжереей «Фитоцикл-СД», подготовленной к посадке семян. Фото: ИМБП
По-настоящему же на Марс пока — кроме роботов — никто не летал. На межпланетной станции «Фобос-грунт», которую планировали отправить к одному из спутников Марса — Фобосу, должны были лететь различные живые организмы, в том числе семена редиса и ячменя. Запуск состоялся 9 ноября 2011 года, но во время запуска не сработала маршевая пусковая установка, и станция осталась на низкой околоземной орбите. В январе 2012 года ее обломки упали в Тихий океан, семена погибли вместе с ними. Так что освоение Марса живыми существами еще впереди.
Первые растения, вышедшие в открытый космос, — несколько сельскохозяйственных растений и модельных объектов: горчица, рис, томат, редис, ячмень, арабидопсис и никандра. В 2007—2008 годах их семена провели тринадцать месяцев в специальном контейнере на внешней обшивке МКС, в рамках второго этапа эксперимента «Биориск». Первый этап, завершившийся в 2006 году, включал только бактерии и грибы — ученые пытались понять, насколько эти микроорганизмы могут повредить внешнюю обшивку станции.
На втором этапе к эксперименту добавили и другие биологические объекты: семена растений, икринки рыб, яйца раков, личинки насекомых. Томаты не выдержали условий открытого космоса, а вот семена других растений сохранили всхожесть, и из них уже на Земле выросли нормальные растения.
Первые растения, выросшие в «марсианской» и «лунной» почвах, — 14 видов растений, участники эксперимента, который в 2013 году провели голландские ученые под руководством Вигера Вамелинка. Для эксперимента они взяли томаты, рожь, морковь, кресс-салат и несколько видов дикорастущих растений. Их вырастили на созданных в НАСА образцах почвы, по составу такой же, как марсианский и лунный грунт. На лунной почве семена плохо прорастали, растения выросли мелкими и хилыми.
Горшки с проростками в «марсианской» (M), «лунной» (L) и «земной» (Е) почве из эксперимента Вамелинка. Фото: Wamelink et al. / PLoS ONE / CC BY 4.0
А вот в марсианском грунте растения чувствовали себя хорошо и дали биомассу не хуже, чем у контрольных растений, выращенных в земном грунте с речного дна.
А кресс-салат и дикорастущее растение полевая горчица даже дали семена. То есть в марсианской почве вполне реально пытаться вырастить растения, что будет полезно для будущих обитателей марсианской колонии. Но необходимы еще эксперименты, которые бы учли не только состав марсианской почвы, но и гравитацию, освещенность, состав атмосферы и другие условия.
Ольга Аверчева
Теги
КосмосБиологияРоссийская наукаБотаника
Первые наземные растения погрузили Землю в ледниковый период
Земля
1 февраля 2012 г.
Майкл Маршалл
Возраст мха
(Изображение: Philip Silverman/Rex Features)
Никогда не недооценивайте мох.
Когда простые растения впервые появились на суше почти полмиллиарда лет назад, они спровоцировали как ледниковый период, так и массовое вымирание жизни в океане.
Первые наземные растения появились около 470 миллионов лет назад, в ордовикский период, когда жизнь быстро диверсифицировалась. Это были несосудистые растения, такие как мхи и печеночники, у которых не было глубоких корней.
Примерно 35 миллионов лет спустя ледяные щиты ненадолго покрыли большую часть планеты, после чего последовало массовое вымирание. Уровень углекислого газа, вероятно, резко упал как раз перед появлением льда, но никто не знал, почему.
Реклама
Тим Лентон из Университета Эксетера, Великобритания, и его коллеги считают, что виноваты мхи и печеночники.
Это не первый случай, когда растения называют причиной оледенения. Исследователи уже подозревают, что появление сосудистых растений в девонский период, около 100 миллионов лет спустя, спровоцировало новый ледниковый период.
Корни растений извлекали питательные вещества из коренных пород, оставляя после себя огромное количество химически измененных пород, которые могли вступать в реакцию с CO 9 .0023 2 и так высосать из атмосферы.
Несосудистые растения, такие как мхи, не имеют глубоких корней, поэтому считалось, что они ведут себя иначе. Лентон подозревал, что они, тем не менее, могли сыграть свою роль. Чтобы выяснить это, он поставил эксперимент, чтобы увидеть, какой ущерб может нанести граниту обыкновенный мох ( Physcomitrella patens ). Через 130 дней камни с живущим на них мхом выветрились значительно сильнее, чем голые, и примерно так же, как если бы на них жили сосудистые растения. «Секрет, похоже, в том, что мох выделяет широкий спектр органических кислот, которые могут растворять камни», — говорит Лентон.
Когда Лентон добавил этот эффект несосудистых растений к климатической модели ордовика, CO 2 упал примерно с 22-кратного современного уровня до всего лишь восьмикратного современного уровня.
Этого было достаточно, чтобы вызвать ледниковый период в модели ордовикской Земли.
В его экспериментах несосудистые растения также выделяли много фосфора из камней. Большая часть этого оказалась бы в океане, где, как мы знаем, это может вызвать массовое цветение водорослей. Поскольку другие насекомые питались водорослями, они израсходовали кислород в воде, задушив дышащих кислородом животных и объяснив массовое вымирание морской жизни, которое, как известно, произошло в конце ордовика.
Хотя первые наземные растения несут ответственность за массовую гибель своих океанских соседей, Лентон говорит, что сами они, вероятно, вышли из ордовикского ледникового периода практически невредимыми. Это потому, что лед был сосредоточен вокруг Южного полюса, а растения жили в тропиках.
Жизнь также могла вызвать еще более резкое похолодание гораздо раньше в истории Земли. Первые сложные животные появились где-то около 800 миллионов лет назад и, возможно, высосали столько CO 2 из атмосферы, что вся планета застыла в «Земле-снежке».
Ссылка на журнал: Природа Geoscience , DOI: 10.1038/ngeo1390
Дополнительные сведения по этим темам:
- изменение климата
- эволюция
Эволюция растений часть 1: Первые завоеватели
Для любого организма жизнь на суше — это постоянная борьба с гравитацией. Вы должны иметь правильную внутреннюю структуру, чтобы противостоять притяжению этих сил и защищать свои мягкие внутренние органы. В случае с растениями им нужна внутренняя система поддержки, которая удерживала бы их над землей.
Несосудистые растения, к которым относятся мхи и печеночники, были первыми наземными растениями. У них нет особой внутренней системы поддержки, но есть немного более простой материал для тех же задач. Они не могут выжить без контакта с водоемом, и вскоре высохнут и погибнут, если вокруг них не будет сырости.
Эти ограничения означали, что они не могли распространиться по планете, когда растения начали завоевывать сушу.
Первые растения, которые действительно борются с гравитацией, называются сосудистыми растениями. Они развили особые типы тканей для перемещения воды и питательных веществ ко всем частям растения. Сосудистые растения имеют ткани ксилемы и флоэмы для транспортировки воды и питательных веществ соответственно по внутренней части стебля растения. Эти сосудистые ткани являются укрепляющим внутренним скелетом растения. Это позволяет им расти против силы тяжести, что является необходимой задачей для всех наземных организмов.
Первые растения, способные бороться с гравитацией, появились в силурийском периоде, около 433 миллионов лет назад. У этих маленьких растений были отдельные спорообразующие органы, соединенные разветвленным стеблем. Под землей их корневидные ризоиды поглощают воду и работают как якорь, поддерживая основную часть растения.
Окаменелости таких растений впервые были найдены в Шропшире в Англии.
Названные Cooksonia , эти растения были важной частью земной флоры, по крайней мере, до раннего девона. В настоящее время известны только их спорофиты или бесполые части. У этих растений были ящики для спор, которые взорвались бы, чтобы выпустить споры по всей территории, как папоротники и другие примитивные растения, которые мы видим сегодня.
Хотя сегодня они могут показаться довольно чуждыми и почти упрощенными, Cooksonia джунгли были домом для некоторых из первых крупных наземных животных. Фауну Шропшира можно было бы узнать даже сегодня среди огромного количества насекомых, пауков и других, которые ползают по подлеску. Будучи меньше своих подводных собратьев, им удалось бороться с гравитацией, разработав экзоскелеты из хитина для защиты внутренних органов.
Одним из лучших мест, где можно увидеть эти ископаемые сообщества, является Райни-Черт в Шотландии. Это невероятное скальное образование демонстрирует экосистему, не похожую ни на одну другую, с настоящим сообществом животных, живущим в тени некоторых из самых ранних сосудистых растений.
Сама формация была образована вулканическими горячими источниками, подобными Йеллоустоуну. Райни — это форма образования, называемая лагерштетте, которая сохраняет невероятное количество организмов во впечатляющих деталях. Эти среды отложения образуются, когда отложения полностью затапливают мертвый организм под водой, в данном случае в среде горячих источников. Все растения здесь были быстро погребены, когда богатая кремнеземом вода из вулканических источников покрыла их, где бы они ни лежали.
У растений Райни не было настоящих листьев, но их форма была более разнообразной, чем когда-либо. Rhynia является типичным растением такого рода. Он был гораздо более разветвлен, чем Cooksonia и некоторые другие ранние сосудистые растения, и все же имел заметно похожее тело. Обычно он рос на песчаных поверхностях, а не непосредственно вокруг горячих источников.
Среди самых больших растений здесь был Asteroxylon , который произрастал в заболоченных местах своего обитания.
Этот относительный гигант своего времени имел стебли длиной 40 см (16 дюймов) и диаметром 12 мм (1/2 дюйма). Он не был близким родственником Риния . Вместо этого он был ближе к современным плаунам. В отличие от современных плаунов, у Asteroxylon не было настоящих листьев. Он по-прежнему держал в воздухе свои споры, поддерживаемые даже более толстыми стеблями, чем его собратья. Стебель покрыт чешуйчатыми выступами, которые есть у большинства предков косолапых. Он был около метра в высоту и какое-то время, казалось, выигрывал гонку к солнцу.
Райни действительно была заполнена множеством примитивных плаунов, таких как Asteroxylon , каждый по-своему уникален. Разделение ниш означало, что конкуренция между видами была сведена к минимуму. Однако эти маленькие леса все еще были связаны с водой. Пока они начинали вступать в свои права, они все еще не были здесь самыми большими организмами. Вместо этого это место принадлежит довольно загадочному организму, который разделил ученых пополам с 1843 года.