Мы привыкли считать, что растения начали выделять смолу для защиты от насекомых, которые повреждали их листья и стебли. Однако новая находка показывает, что эта способность появилась в совсем другом мире — ещё до динозавров и до того, как насекомые стали активно поедать растения.
В угольных отложениях на крайнем северо-западе Китая палеонтологи обнаружили сотни микроскопических частиц янтаря возрастом около 385 миллионов лет. Они относятся к среднему девонскому периоду и оказались на 65 миллионов лет старше предыдущего подтверждённого рекордсмена. До появления первых динозавров тогда оставалось ещё примерно 150 миллионов лет.
По словам палеонтолога Цихана Ло из Китайской академии наук, значение находки заключается не только в её возрасте. Ранее древнейший подтверждённый янтарь относили к позднему каменноугольному периоду и связывали с семенными растениями. Новый янтарь появился ещё до их возникновения и распространения.
Это означает, что сложную смолу на основе терпенов уже могли производить более примитивные сосудистые растения, которые не размножались семенами.
Янтарь образуется из растительной смолы, которая затвердевает и превращается в окаменелость за миллионы лет. Он ценен не только своим внешним видом. Внутри янтаря могут сохраняться мельчайшие следы древнего мира: пыльца, части растений, беспозвоночные и даже фрагменты рептилий или небольших динозавров.
Такие образцы помогают учёным восстанавливать древние экосистемы. Но янтарь также способен многое рассказать об эволюции самих растений. Новая находка показывает, что сложный механизм производства смолы возник значительно раньше, чем считалось.
Исследователи предполагают, что выделение смолы могло стать одним из важных эволюционных приобретений наряду с появлением древесины, листьев, высоких стволов и более глубоких корней. Эта способность могла помогать ранним сосудистым растениям выживать и распространяться по суше.
Древний янтарь выглядел совсем не так, как крупные золотистые куски, которые используют в украшениях. Учёные нашли 241 частицу размером всего от 0,1 до 1,5 миллиметра. Их извлекли из десяти килограммов угля, собранного в китайской формации Худжээрситэ.
Фрагменты были настолько малы, что обнаружить их удалось только с помощью ультрафиолетового света. Под его воздействием частицы начинали светиться на фоне окружающей породы.
Возраст самой породы уже был надёжно установлен — около 385 миллионов лет. Однако исследователям ещё предстояло доказать, что светящийся материал действительно является янтарём.
Учёные признаются, что сначала испытали сильное волнение, но сразу решили проявить осторожность. Находка янтаря такого возраста казалась настолько необычной, что первоначально частицы называли лишь похожим на смолу органическим веществом.
Материал прошёл серию оптических и химических исследований. Учёные использовали инфракрасную спектроскопию и масс-спектрометрию. Только после этого они пришли к выводу, что частицы обладают химическими признаками, характерными для смол хвойного типа.
Установить, какое именно вымершее растение производило эту смолу, пока не удалось. Однако исследователи считают, что у древних растений уже были причины обзавестись защитным механизмом.
В то время насекомые ещё не стали основными пожирателями растительности, но растениям могли угрожать лесные пожары и паразитические грибы. Смола могла защищать повреждённые ткани и помогать растениям выживать.
Уголь, в котором нашли янтарь, сформировался во влажной среде, богатой органическим материалом. Вероятно, там росли отдельные группы ранних сосудистых растений. Грибы и наземные членистоногие уже существовали, но пищевые цепочки были гораздо проще, чем в более поздних лесах.
Это был важный период в истории Земли. Растения становились выше, обзаводились древесиной и глубокими корнями, постепенно меняя поверхность континентов. Именно во время этого крупного экологического перехода и появились найденные частицы янтаря.
Учёные допускают, что существуют ещё более древние образцы. Молекулярные исследования показывают, что гены, необходимые для производства терпенов, могли появиться у растений задолго до среднего девона.
Кроме того, микроскопический размер найденных частиц типичен для янтаря палеозойской эры, которая началась около 540 миллионов лет назад. Возможно, более древний янтарь уже находили, но принимали за другое органическое вещество.
Наиболее перспективными местами для дальнейших поисков исследователи называют богатые органикой угли, углистые сланцы и мелкозернистые осадки раннего девонского периода. Лучше всего должны сохраниться породы, которые не подвергались сильному нагреву.
Ранний янтарь, вероятно, был микроскопическим, встречался лишь в отдельных местах и легко смешивался с другими органическими материалами. Именно поэтому его могли долго не замечать.
Учёные считают, что сочетание ультрафиолетового поиска, микроскопического извлечения частиц, инфракрасной спектроскопии и геохимического анализа может привести к открытию ещё более древнего янтаря.
Исследование опубликовано в журнале Science Advances.
