この化石標本は、クラブモスと関係があるかもしれない珍しい絶滅した植物群である草本性のバリノファスに属すると考えられ、植物の生殖生物学における一見中間段階の最も包括的な例の一つである。 この新種は約4億年前の前期デボン紀のもので、さまざまな大きさの胞子を形成しており、これは世界の生息域に広がる陸上植物の特殊な戦略の先駆けである。 この研究は、『カレント・バイオロジー』誌の5月4日号に掲載されました。 「これは、生殖構造において胞子の間で高いバリエーションが見られるという、進化の歴史においてめったに目撃されない移行期のスナップショットのようなものかもしれないと考えています」
大きな転換
陸上植物の進化にとって最も重要な時代の1つであるデボン紀は、小さな苔からそびえる複雑な森林への多様化が目撃された時期です。 異なるサイズの胞子の発達、すなわち異種胞子は、生殖を制御するための大きな改変であり、この特徴は後に、これらの生殖ユニットの大小バージョンへと進化しました」。 「大きな胞子は小さな胞子ほど簡単に移動できませんが、子孫に栄養を与えることができるためです。 生殖資源を分割することで、植物は生殖をよりコントロールできるようになったという。
この新種は、以前に記載した同じ時代の植物群Chaleuriaとともに、陸上植物においてより高度な生殖生物学の最初の証拠となるものである。 この種の化石は、植物がいつ、どのように生殖資源の分割を達成したかを正確に突き止めるのに役立ちます」と、レスリー氏は述べています。 「特殊化した進化の歴史の一番最後が、花のようなものです」
偶然の発見
研究者は、スミソニアン国立自然史博物館のコレクションに何十年も保管されていた化石の分析を開始しました。 古生植物学者の故フランシス・ヒューバー氏がカナダのニューブランズウィック州のキャンベルトン層から発掘した約30個の小さな岩片から、80以上の生殖構造、すなわちスポランジアを確認したのです。 胞子自体の直径は約70ミクロンから200ミクロンで、髪の毛の1本から2本分くらいである。 構造体の中には、大小の胞子だけを含むものもあれば、中間のサイズの胞子だけを含むものもあり、また、胞子のサイズの全範囲を含むものもあり、おそらく一部は精子を生産し、一部は卵子を生産していたのでしょう。 このような、”胞子 “の保存状態は、ある意味ラッキーだったのです」
化石および現代の異胞子植物は、主に氾濫原や沼地など、大きな胞子の受精が最も有効な湿地の環境に生息しています。
「陸上植物の生殖における包括的なストーリーは、分業化と専門化と複雑化の一つですが、それはどこかで始めなければなりません–そしてそれは、単に小さな胞子と大きな胞子を作り出すことから始まりました」と、レスリー氏は述べました。 「この種の化石によって、植物がそれを行うことができたいくつかの方法を特定することができます」
この研究の共著者は、ブラウン大学、ノースカロライナ大学チャペルヒル校、シェフィールド大学の研究者です。