Когда 250 млн лет назад Земля пережила самое массовое вымирание в своей истории — пермско-триасовое, которое еще называют «Великим», — глобальные температуры взлетели до предела. Леса пали, обширные территории превратились в пустоши. В результате катастрофы, по разным оценкам, от 83% до 95% всех видов живых существ на нашей планете исчезли навсегда. Однако примитивная группа растений под названием ликофиты не только выжила, но и захватила господство на восстанавливающихся ландшафтах. Как им это удалось?
Международная группа под руководством университета Лидса (Великобритания) выяснила: плауновидные (ликофиты) — споровые сосудистые растения, предки которых появились еще до динозавров — изобрели экстренную стратегию выживания. Они перешли на так называемый CAM-фотосинтез (по метаболизму толстянковых), который сегодня характерен для кактусов и агав.
Вместо того чтобы открывать устьица днем и терять драгоценную влагу, растения стали делать это ночью. За это время они накапливали углекислый газ в форме яблочной кислоты, а днем, при закрытых устьицах, использовали его для фотосинтеза. Такой механизм резко снижает потери воды и позволяет выдерживать жару, превышающую 50 °C — именно в таких местах, согласно климатическим моделям и расположению окаменелостей из Южного Китая, обитали эти растения.
Авторы также проанализировали изотопы углерода в ископаемых образцах. У ликофитов периода вымирания изотопные сигнатуры заметно отличались от других растений — прямое доказательство иного типа фотосинтеза. Как только условия улучшились, разница исчезла.
Наши результаты показывают, что в условиях будущего потепления растения с CAM-фотосинтезом могут стать гораздо важнее. Если на Земле установится устойчивая экстремальная жара, растительные сообщества могут сместиться в сторону видов, устойчивых к высоким температурам и дефициту воды
Сегодня такие растения составляют лишь малую долю мировой флоры, встречаясь в основном в пустынях. Однако, как показало прошлое, именно они способны удержать биосферу от коллапса, продолжая извлекать углерод из атмосферы и замедляя разогрев планеты. Исследование опубликовано в научном журнале Nature Ecology & Evolution.
Ранее Наука Mail рассказывала, когда растения начали менять углеродный цикл Земли.
