Новый вид, получивший название Ampelorhiza heteroxylon, принадлежит к разнообразной группе тропических лиан, называемых Paullinieae, в семействе мыльных ягод (Sapindaceae). Сегодня в тропиках обитает более 475 видов Paullinieae.
Исследователи идентифицировали этот вид по окаменелым корням, которые выявили особенности, которые, как известно, являются уникальными для древесины современных вьющихся лоз, приспособления, которые позволяют им скручиваться, расти и лазать.
Исследование «Восхождение с раннего миоцена: летопись окаменелостей Paullinieae (Sapindaceae)» было опубликовано 7 апреля в журнале PLOS ONE.
«Это свидетельство того, что лианы создавали необычную древесину, даже в своих корнях, еще 18 миллионов лет назад», – сказала анатом по дереву Джойс Чери ’13, доцент-исследователь в Школе интегративных наук о растениях, Секция биологии растений, в Колледже сельского хозяйства и наук о жизни, и автор-корреспондент статьи.
«До этого открытия мы почти ничего не знали о том, когда и где эти лианы эволюционировали или насколько быстро они диверсифицировались», – сказал первый автор Натан Джад, доцент кафедры биологии растений в Колледже Уильяма Джуэлла и бывший научный сотрудник Корнелла.
Панама была полуостровом 18.5-19 миллионов лет назад вулканический ландшафт, покрытый тропическим лесом в Северной Америке и отделенный от Южной Америки морским путем в Центральной Америке. В то время как в этих лесах обитали животные Северной Америки, растения в основном произошли от тропических растений Южной Америки, которые распространились по морскому пути, сказал Джад.
«Описанные нами окаменелости являются старейшими ископаемыми из этих виноградных лоз, – сказал он, – и они были среди растений, попавших в Северную Америку задолго до Великого американского биотического обмена, когда крупные животные перемещались между континентами около 3 миллионов лет назад."
В ходе исследования ученые сделали тонкие срезы окаменелости, изучили расположение и размеры тканей и сосудов, проводящих воду, под микроскопом и создали базу данных всех особенностей. Затем они изучили литературу, чтобы увидеть, как эти особенности соответствуют живым и ископаемым данным растений.
«Мы смогли сказать, что это действительно похоже на окаменелость из группы Paullinieae, учитывая анатомические характеристики, схожие с видами, которые живут сегодня», – сказал Чери.
В ходе своего анализа исследователи выявили особенности, характерные для лиан. У большинства деревьев и кустарников есть водопроводящие ткани (которые переносят воду и минералы от корней к листьям), которые все примерно одинакового размера, если смотреть в поперечном сечении; в виноградных лозах эти каналы бывают двух размеров, большого и малого, что именно исследователи обнаружили в окаменелостях.
«Это особенность, которая характерна для лоз самых разных семейств», – сказал Чери.
Сосуды двух размеров обеспечивают страховку для завода по изгибу и изгибу, поскольку большие сосуды обеспечивают достаточный поток воды, но также уязвимы для обрушения и образования полостей, нарушающих поток.
По словам Chery, серия небольших судов предлагает менее уязвимую резервную систему водного транспорта.
Кроме того, поперечные сечения древесины у деревьев и кустарников круглые, но в ископаемых и многих живых лозах такие поперечные сечения вместо этого имеют неправильную форму и лопастные.
В-третьих, на стенках этих сосудистых сосудов они обнаружили длинные горизонтальные перфорации, которые позволяют воде течь в боковых направлениях.
По словам Чери, это отличительная черта лиан семейства мыльных.
В будущих работах, теперь, когда они могут поместить лианы Sapindaceae в 18.5 миллионов лет назад исследователи намерены продолжить исследования эволюционной истории и разнообразия этого семейства.
Chery также планирует изучить, как дерево эволюционировало в этой группе лоз, включая определение генов, которые способствуют формированию лопастных стеблей.
Исследование частично финансировалось Национальным научным фондом.