パレオフィトクレン・チコエンシスに属する果実のイメージ。 シエラ カレッジ自然史博物館は、この化石の永久保存場所です。 クレジット: ブライアン・アトキンソン
古代の 8000 万年前の化石植物がラミドの歴史を書き換え、主食作物を含むこれらの顕花植物が、これまで考えられていたよりも早く進化したことを明らかにし、複雑な熱帯雨林が 8000 万年前に存在した可能性があることを示唆しています。
8000 万年前の化石植物の発見は、知られているラミードの起源を[{” attribute=””>Cretaceous, extending the record of nearly 40,000 species of flowering plants including modern-day staple crops like coffee, tomatoes, potatoes, and mint.
Brian Atkinson, assistant professor of ecology & evolutionary biology at the University of Kansas and curator of paleobotany at the KU Biodiversity Institute, recently published a study of the fossil plant, named Palaeophytocrene chicoensis, in the peer-reviewed journal Nature Plants.
“This fossil tells us a really diverse group of flowering plants evolved prior to our original understanding,” Atkinson said. “The fossil belongs to a group of lianas, which are woody vines that add structural complexity to rainforests. It shows us this group of flowering plants appeared super early in the fossil record. There’d been some hypotheses that they were around in the Cretaceous period — but no good clear evidence. This is a great indicator that structurally complex, modern-type rainforests may have been around as early as 80 million years ago.”
According to the KU researcher, the fossil fruit sheds new light on a “critical interval” in the history of life on Earth.
“It’s a time when forests are transitioning from being dominated by gymnosperms such as conifers to being dominated by flowering plants,” Atkinson said. “We know these ecological transitions occurred during the Late Cretaceous — but we still need critical pieces of evidence, like how certain ecosystems formed, such as rainforests, which today comprise over half of plant species that are alive today. This fossil shows this diverse group of plants, the lamiids, were older than previously thought, and Cretaceous ecosystems on the west coast of North America may have resembled structurally complex rainforests.”
The well-preserved fossil was unearthed in the 1990s by construction crews building housing near Granite Bay in Sacramento, California. Located in deposits of the Chico Formation tied to the Campanian (fifth of six ages of the Late Cretaceous epoch), the fossil was collected by Richard Hilton and Patrick Antuzzi of Sierra College and housed at their natural history museum.
“I spent seven years looking for these things [Cretaceous lamiids]、そして私はそれらを見つけることができませんでした」とアトキンソンは言いました. 「顕花植物の進化をよりよく理解するために、私は西海岸の白亜紀の植物を集めて研究していました。 誰かが、「ああ、シエラ大学自然史博物館を調べてみるべきだ」と言った。 彼らは喜んで彼らの化石植物のコレクションを見せてくれました。私は、彼らがこの住宅開発で掘り起こすことができた植物の多様性にちょっと圧倒されました。」
アトキンソンが化石植物が建設現場から数十年前に回収されたのを見るまで、標本の潜在的な重要性は理解されませんでした.
「この引き出しを開けていたとき、この果物の表面に非常に印象的なパターンがあることに気付きました」とKUの研究者は言いました. 「大量絶滅後の白亜紀以降の若い堆積物でよく知られている、カシナ科と呼ばれるこのラミド科に属していることをすぐに認識しました。 それはいたるところにあります。 しかしこれまで、その科に属する明確な化石は知られていませんでした。 そして、「なんてこった、これだ！」と思いました。 ご存知のように、この科の植物には本当に印象的な実がなっています。」
化石についての彼の考えを確認するために、アトキンソンは詳しく調べる必要がありました。 彼は、光学顕微鏡を使用して化石果実の構造を研究し、標本の美しい写真を作成することができました。 尾根、穴、列、結節の配置を精査することで、KU の研究者は以前に記載された化石と比較して、その家系図に正しく配置することができました。 アトキンソンはこの種の「圧縮化石」について記述したことがなかったので、この研究は挑戦的でした。
「私は、『パーミネラリゼーション』と呼ばれる別のモードで保存される化石の研究に慣れています」とアトキンソンは言いました。 「これは圧縮化石に関する私の最初の論文であり、あなたが慣れ親しんでいるものとは異なる保存タイプで作業していたため、少し神経質になりました. それを想像することは、まったく別のプロセスです — これがとてもうまくいったことをうれしく思います。」
アトキンソンは化石植物をパレオフィトクレン属に分類した後、発見されたチコ累層にちなんでチコエンシスと名付けました。
「回収された地層にちなんで名前を付けただけです」と彼は言いました。 「私の仕事の一部は、私が説明する新種の学名を考え出すことですが、私はそれについてそれほど創造的ではありません – 通常、私はそれが発見された場所を調べます. その名前はもう取られましたか？」
化石の果実の名前がハムドラムである場合、その重要性はそうではありません。 KU の研究者は、この調査結果は、最も多様な顕花植物グループの 1 つが、恐竜を絶滅させた大変動を生き延び、人類にとって不可欠な食用作物を含む何千もの身近な現代の種に進化したことを立証するのに役立つと述べました。
「私の研究には、現代の生物多様性がどのように形成されたのか、そして気候変動によって将来どのようになる可能性があるのかをよりよく調和させるために、深い時間を理解することが含まれます」と Atkinson 氏は述べています。 「私は、これらの植物の多様性がちょうど爆発した白亜紀の顕花植物のこれらの進化的出来事を特徴付けようとしてきました. ラミードの白亜紀の記録を確立するのは困難でしたが、これらの化石が存在しなければならないことはわかっていました。 北米の西海岸は、北米の内陸西部および東海岸と比較して、白亜紀の植物のサンプリングが不足しています。 サンプリングを地理的に拡大することで、より多くの植物に出会い、現代の生物多様性につながった白亜紀の多様化を理解するのに役立つでしょう。」
参照: 「イカシナ科の化石は、白亜紀のラミイドの起源の証拠を提供します」ブライアン A. アトキンソン、2022 年 11 月 14 日、 自然の植物.
DOI: 10.1038/s41477-022-01275-y