Предлагаю свой перевод анотации статьи из последнего номера журнала Nature на работу опубликованную в Science - Daniel S. Heckman, David M. Geiser, Brooke R. Eidell, Rebecca L. Stauffer, Natalie L. Kardos, and S. Blair Hedges Molecular Evidence for the Early Colonization of Land by Fungi and Plants. Science 2001 293: 1129-1133, и реакции на эту статью различных исследователей, в том числе и свои комментарии, которые позволил себе сделать. За соответствие по смыслу ручаюсь, за литературные качества перевода не обессудьте.
Когда первые растения вышли из древних морей принялись жить на Земле, они сделали ранее бесплодный пейзаж, зеленым и проложили путь бесчисленным животным и другим организмам, для жизни на суше. Палеонтологи давно установили дату этого важнейшего события где-то вокруг 450 миллионов лет назад, но новые данные в текущем выпуске
журнала, Science предполагают, что растения вышли из океанов по крайней мере 700 миллионов лет назад, что значительно раньше. Фактически, новая работа существенно отдаляет происхождение растений Земли.
Авторы предполагают, что эти растения, возможно, сами вызвали критические события, которые, как думали, предшествовали им. Один такой эпизод - быстрое эволюционное увеличение кол-ва животных групп называемое Кембрийским взрывом.
Опубликованный в пятницу, новый возраст выхода царства растений на сушу в 700 миллионов лет уже вызвал, как большой интерес, так и вызванное шоком от цифры,здоровое недоверие. Команда исследователей, составленных в значительной степени из аспирантов университета Пенсильвании, во главе с доктором Блэром Хеджесом (на последнем месте в списке авторов прим. КК), молекулярным эволюционистом, известна за использование молекулярных данных (накопленной эволюционной мудрости),
для расшифровки эволюционной истории.
Исследователи часто оценивают возраст групп, используя, так называемые "молекулярные часы", что и было сделано в новом исследовании. Логика молекулярных часов проста: когда две группы расщепляются и начинается независимое развитие - например,
когда человеческая эволюционная ветвь отщепилась от линии происхождения шимпанзе - эти две группы начинает накапливать различия в их DNA и белках. Чем более длинный промежуток времени эти две группы отделены, тем большее количество различий, которые они накопят между ними. Зная, сколько различий накапливаются, например, каждый миллион лет, исследователи, калибровали их молекулярные часы. Если исследователи знают, когда две группы расщепились, возможно, используя окаменелости до времени расщепления, они могут сосчитать сколько различий, накопилось в ДНК групп и вычислить возраст.
В проведенном исследовании, доктор Б.Хеджес и коллеги анализировали последовательности в 119 белках от грибов, зеленых морских водорослей и растений, ранее опубликованных белка, чтобы отметить различия, накопленные за какое-то время между царствами грибов и растений. Различие между тем же самым белком в различных организмах - мера времени, так как их эволюционные истории отклонялись от общего предка.
Недостаток окаменелостей растений и грибов вынудил исследователей устанавливать их молекулярные часы, сравнивая химические изменения с хорошо-датированными событиями в записи окаменелостей, т.е. калибровку скорости молекулярных изменений проводили используя хорошо разработанные шкалы для животных.
Как полагают, растения колонизировали сушу, в симбиозе с грибами. Подобно тому, как и сегодня грибы живут в корнях большинства растений. Используя белковые часы, исследователи оценили, что необходимые грибы были на суше более чем миллиард лет назад, подготавливая сцену для развития наземных растений, возникших по крайней мере 700 миллионов лет назад.
Самый важный вывод из нового исследования был предложен авторами, что эти ранние растения земли могли бы быть ответственны за один из наиболее известных из эволюционных событий, так называемый кембрийский взрыв приблизительно произошедший 530 миллионов лет назад. В прошлом, некоторые исследователи полагали, что, что быстрое развитие
животных форм жизни, было связано с увеличением в атмосфере свободного кислорода.
Авторы новой работе предлагают, что наземные растения предшествовали этому главному событию и, возможно, сами были источником этого критически важного кислорода.
Удаляя CO2 из атмосферы, растения могли бы вызвать оледенение и сформировать "Землю-Снежок" (Snowball Earth), когда ледники охватили всю планету 700 миллионов лет назад. И, выделяя кислород, растения могли вызвать кембрийский взрыв 550 миллионов лет назад, когда появились главные животные развитые группы в течении 5-10 млн. лет. ЭЕсли истинно, есть более плотная связь между жизнью, и окружающей средой чем ранее думалиЭ, говорит, Хэджес финансируемый
NASA- астробиолог. Такая связь увеличивает вероятность обнаружение жизни в другом месте во Вселенной, на основании изучения атмосфер удаленных планет.
Работа имеет также интерес как самая последняя в длинной линией молекулярных исследований, предлагающими возраста, которые являются необъяснимо более древними, чем данные полученные на основе окаменелостей для различных групп. Некоторые ученые говорят, что молекулярные данные, вероятно, будут правы и что палеонтологи
"должны рыть глубже" для тех окаменелостей. Другие предполагают, что
сами молекулярные данные будут скорректированы.
За и против:
В нескольких интервью после публикации средствам массовой информации, доктор Б. Хеджес подтвердил, что анализы, требуют доли исправлений и оценок, но выразил доверие исследованию. Говоря о возрасте, он сказал, "я думаю, что это хорошо защищено".
Доктор Блэр сказал, что работа предлагает, биологам (1) заново обдумать датирование возраста некоторых из более современных групп растений, подобно цветковым растениями других видов типа кукурузы и риса. "Это может сдвинуть возраст назад",
сказал он, "и это вероятно отметит много людей".
Доктор Джон Тейлор, миколог (спец. по грибам) из Калифорнийского Университета в Беркли, чья собственная работа на более ограниченном наборе молекулярных данных, ранее поднял вопрос о возможности того, что наземные растения могли бы быть уже 600 миллионов лет назад, убеждал исследователей пирсмотреться к новой цифре, но осторожно. "Это - оценка, " сказал он, при похвале работы, "Наша
статья не была последним словом, и эта не будет также".
Но исследователи все еще спорят, тикают ли молекулярные часы достаточно регулярно, чтобы обеспечивать точный возраст.
Пока, среди окаменелостей известны самые старые окаменелости растений Земли - вокруг 450 миллионов лет. Одна проблема с новой датой, исследователи говорят, - то, что это означает, что растения земли существовали бы на земле в течение 250 миллионов лет без каких-либо следов в окаменелостях, которые ученые были способны раскопать. "Это не соответствует существующим данным", сказал доктор Брент Мишлер, эволюционный биолог по растениям из Калифорнийского Университета
в Беркли.
Удревнение возраста грибов и наземных растений "удивит много людей",
Hedges признаёт: "действительно нет никаких свидетельств о них". Мягкие кани - которые плохо сохраняются как ископаемые остатки - могут объяснять, почему нет самых старых растений и окаменелостей грибов ранее 480 миллионов лет назад, хотя более древние окаменелости могут ждать своего обнаружения.
"Ранние грибы могли бы отсутствовать в записи событий среди окаменелостей", говорит палеоботаник Чарльз Веллман Университета Шеффилда, Британии. Но наземные растения выдают себя через их жесткие, легко сохраняющиеся в ископаемых пластах споры, он верит. "Возникновение спор в геологической записи дает нам дату
происхождения наземных растений, в чем я совершенно уверен", говорит Веллман. "Плюс, наше понимание молекулярных часов еще не достаточно хорошо, чтобы полностью доверять их результатам". Wellman подвергает сомнению возможность использования животных окаменелостей, чтобы калибровать часы для растений, предполагая, что любые маленькие ошибки в методах или предположениях могли расти в прогрессии при анализе. Он также заметил, что методика анализа, используемая в статье устарела.
"Возраст - так неожиданно рано", он добавлял, что "это является
как раз тем, что делает работу подозрительной". "Это - карточный домик", выразился он.
Мои комментарии:
От себя добавлю, что возражение Hedges о том что мягкие ткани растений могли не
сохранится в породах древнее кембрийских, не выдерживает критики, поскольку прекрасно известны многочисленные отпечатки мягких тканей безскелетных организмов эдиокарской фауны венда (порядка 600 млн. лет назад).
Авторы работы какие-то неграмотные (недаром аспиранты, но последний автор - астробиолог?), поскольку известно, что свободный кислород был задолго до кембрийского взрыва и более ранние публикации в той же Nature на это указывали, хоть бы поиск сделали...
Палеонтологи? - в статье везде говорится именно о биологах вероятно мнение палеонтологов не принимается всерьез. Это меня настораживает, а еще более настораживает, что Hedges работает как астробиолог (это вероятно название новой профессии изучающей то чего нет) и финансируется NASA, в последние годы из этой организации мы слышали
уже немало спекулятивных заявлений об эволюции жизни на Земле, о занесении жизни на Землю извне, об обнаружении следов жизни в марсианских метеоритах, об обнаружении внеземных бактерий... Стоит заметить, что и очередное открытие поспело как раз к моменту начала обсуждения будущего бюджета 2002 г.. КК
Ссылки по теме:
1 Astrobiology Research Center and Department of Biology,
2 Department of Plant Pathology, Pennsylvania State University, University Park,
PA 16802, USA.
* To whom correspondence should be addressed: Department of Biology, 208 Mueller
Laboratory, Pennsylvania State University, University Park, PA 16802, USA; e-mail:
sbh1@psu.edu
1. Daniel S. Heckman, David M. Geiser, Brooke R. Eidell, Rebecca L. Stauffer,
Natalie L. Kardos, and S. Blair Hedges Molecular Evidence for the Early Colonization
of Land by Fungi and Plants. Science 2001 293: 1129-1133. Abstract http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/293/5532/1129
2. J. Whitfield Plants' roots pushed back Nature, 10 August, 2001 http://www.nature.com/nsu/010816/010816-2.html
3. Elizabeth Pennisi EVOLUTIONARY BIOLOGY: A Molecular Approach to Mushroom
Hunting. Science 2001 293: 1027-1028. (in News of the Week) http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/293/5532/1027a
