Древние деревья оказались обладателями сложных стволов

Деревья, которые росли около 370-миллионов лет назад, имели гораздо более сложное строение ствола, чем современные деревья. Их водопроводящая система представляла собой кольцо, которое состоит из сотен отдельных пучков ксилемы (водопроводящая ткань), связанных между собой. Открытие удалось сделать благодаря ископаемому растению класса кладоксилопсид (Cladoxylopsida), обнаруженному в Китае. Статья вышла в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Ксилема отвечает за доставку воды и растворенных в ней минеральных веществ от корней дерева к его веткам и листьям. Кроме того, отмершая ткань также служит опорой для растения. Ксилема деревьев с возрастом становится непроводящей и вокруг нее формируется новый слой в виде кольца. Однако оказалось, что у кладоксилопид ксилема формирует отдельные цилиндры, которые сосредоточены в относительно тонком (5 сантиметров) внешнем слое ствола.

Кладоксилопсиды входят в число древнейших деревьев и играли важную роль в лесных экосистемах среднего и позднего девонского периода (393-372 миллиона лет назад). Среди наиболее известных представителей класса — деревья рода Eospermatopteris, обнаруженные в 1870-е годы палеоботаниками в Нью-Йорке в отложениях конца среднего девона (385–386 миллионов лет). Они представляли собой восьмиметровые растения, внешне напоминающие современные древовидные папоротники и пальмы.

Экземпляр кладоксилопсиды из Китая принадлежит позднему девону, его возраст оценивается примерно в 372 миллиона лет. Диаметр ствола дерева составляет около 70 сантиметров. В окаменелостях сохранилась ксилема, которая образует отдельные цилиндрические пучки, соединенные между собой, подобно трубам в водопроводной системе. Примечательно, что пучки водопроводящей ткани вели себя, как маленькие деревья — они отращивали свои собственные «годичные кольца», в то время как у самой кладоксилопсиды таких колец не наблюдалось.

По мере того, как пучки увеличивались в размере, объем мягких тканей (паренхимы) между их составляющими возрастал, что позволяло стволу расти вширь. При этом связи внутри пучка разрывались, как показано на картинке выше.

Интересно, что пучки ксилемы выходят из общего основания луковичной формы, характерной для кладоксилопсид. По мнению ученых, такая основа и большое количество мягких тканей позволяли дереву расти ввысь. «В истории Земли мне еще не встречалось настолько сложного дерева. Оно буквально разорвало свой скелет и рухнуло под собственным весом, но при этом осталось живым и смогло вырасти, чтобы стать доминирующим растением того времени», — комментирует один из авторов работы.

Ученым до конца не известно, зачем дереву понадобилась такая сложная структура. Вероятно, этот способ роста, который отдаленно напоминает вторичный рост у некоторых однодольных, позволял достигнуть больших размеров.

Недавно исследователи изучили дерево раннего пермского периода (290 миллионов лет назад) и получили древнейшие свидетельства 11-летнего солнечного цикла. Наблюдения ученых подтверждают, что 11-летний цикл солнечной активности влиял на климат Земли в древние геологические эпохи.

Кристина Уласович