Цветковые растения завоевали мир благодаря пожарам

Пожары мелового периода предоставили покрытосеменным — мелким, невзрачным сорнякам, уникальную возможность распространиться по миру. Они потеснили голосеменные растения и стали господствующей группой.

Распространение покрытосеменных, или цветковых – самой эволюционно продвинутой группы растений, ученые считают знаковым событием в истории природы нашей планеты. Но палеоботаников уже давно волнует вопрос, как эти растения примерно 135 млн лет назад смогли захватить пространство, принадлежавшее голосеменным, и стать успешной и процветающей группой. Доктор Уильям Бонд (William J. Bond) из Университета Кейптауна и Эндрю Скотт (Andrew C. Scott) из Университета Лондона связывают успех покрытосеменных с пожарами. «Пожары оказались на стороне покрытосеменных. Эта группа растений смогла проникнуть в леса, где доминировали голосеменные, и создать свою собственную среду, которая была им удобна», — говорит профессор Бонд.

Сорняки завоевывают мир

Как объясняет Бонд, в самом начале мелового периода в лесах преобладали голосеменные. Именно они определяли облик лесов того времени — тенистые заросли с огромными деревьями. Первые покрытосеменные выглядели как их полная противоположность — невысокие кустарники и травы. Но при этом они отличались высокой эффективностью фотосинтеза, поэтому быстро росли, быстро размножались и давали огромное количество крошечных семян. «Вообще-то, все эти признаки современная экология приписывает рудеральным видам, или сорнякам. Как ни удивительно, сорняки смогли завоевать практически весь мир, потеснив высоких и сильных голосеменных», — говорит исследователь.

По словам ученых, более-менее понятно, как завоевали мир млекопитающие. Просто их предшественники и конкуренты исчезли по тем или иным причинам, например в результате катастрофы — это могло быть падение метеорита, извержение вулкана, а по мнению других специалистов, резкое изменение условий окружающей среды. У покрытосеменных такого шанса не было. Скорее всего, они выживали и пробивались за счет своих особых качеств, идеально подходивших к условиям, когда на огромных территориях бушевали пожары, считает Бонд.

Пожары мелового периода

«В течение всего мелового периода (145−65 млн. лет назад) пожары были обычными и частыми явлениеми. Этому способствовало множество факторов: доля кислорода в воздухе превышала современный уровень и достигала 25% (в современной атмосфере количество кислорода составляет 21%). К тому же меловой период очень теплый, а интенсивность молний во время гроз увеличивается с ростом температуры. Палеоклиматические данные говорят о выраженной сезонности климата — чередовались влажные и сухие сезоны, последние благоприятствовали пожарам. Высокое содержание кислорода в атмосфере способствовало возгоранию и поддержанию огня»,— пишут авторы работы. Правда, ученые отмечают, что пожары распространялись по земного шару неравномерно: сильнее всего горели леса Северной Америки и Западной Европы, а в Антарктиде, Патагонии в Аргентине и в Австралии пожаров почти не случалось.

По словам ученых, освободившиеся после пожаров территории мгновенно занимали покрытосеменные. Голосеменным, чтобы выжить в таких условиях, требовалось гораздо больше времени — они просто не успевали закрепиться на выжженных участках. Цветковые растения не только поселялись на местах пожарищ, но успевали оставить там потомство. Так постепенно они захватывали все новые и новые территории, а когда меловые пожары утихли, что произошло примерно 65 млн. лет назад, оказалось, что облик растительности на планете кардинально изменился  — голосеменные ушли на второй план, а цветковые стали доминировать.

Статья Бонда и его коллеги «Fire and the spread of flowering plants in the Cretaceous» опубликована в последнем номере журнала New Phytologist.