Хотя цветы есть у более чем 360 тыс. видов растений, их эволюционное происхождение долгое время было неизвестно — очевидно было лишь, что все они появились от одного общего предка.
По мнению ученых, первые цветы появились 140–250 млн лет назад, когда на Земле было теплее и больше кислорода, чем сейчас. Однако проще восстановить облик вымерших 65 млн лет назад динозавров, чем цветов, — если от первых иногда остаются хотя бы скелеты, то цветы быстро разлагаются полностью. Очень редко можно найти окаменелости, на которых есть отпечатки цветов. Старейшему найденному ископаемому цветку не более 130 млн лет.
Чтобы выяснить, как же выглядели первые цветы, ботаники проанализировали историю эволюции цветочных растений, основываясь не столько на ископаемых растениях, сколько на характеристиках их потомков. Они пришли к выводу, что
первый цветок был похож на современную кувшинку с тремя слоями лепестков и обладал тычинками и плодолистиками, благодаря чему опылял сам себя.
Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Communications.
«Несмотря на внешнее сходство с некоторыми современными цветами, нет видов, обладающих полным набором характеристик первого цветка», — отмечают исследователи.
Для анализа ученые использовали данные о 800 видах цветов. Так, например, если у всех видов орхидей одна половина цветка зеркально отображает вторую (это называется билатеральной симметрией), то можно предположить, что их предки также обладали этим свойством. Сравнивая предков современных цветов, ученые продолжали шаг за шагом отступать в прошлое, пока не дошли до конечной точки.
Более ранние исследования давали противоречивые результаты. Так, считалось, что
первые цветы могли быть похожи на цветы амбореллы — невзрачного кустарника родом из Новой Каледонии с маленькими желтоватыми цветами. Кроме того, у амбореллы есть «мужские» и «женские» кусты, хотя большинство современных растений — двуполые.
Гермафродитизм полезен для растений в условиях, когда им приходится распространяться на новых территориях. Возможно, это свойство позволило первым растениям с цветами вытеснить остальные.
Ранее предполагалось, что лепестки первых цветов были расположены по спирали вокруг центра цветка, как, например, у бадьяна. Однако как показала реконструкция, лепестки располагались в несколько кругов, крепящихся к мутовке, как у большинства современных растений. Вероятно, цветы с мутовчатым расположением лепестков появились первыми, и в дальнейшем количество лепестков у них уменьшилось.
Упростившееся строение предоставило растениям стабильную основу для дальнейшего развития и достижения самых разных задач —
например, взаимодействия с насекомыми или образования соцветий из множества мелких цветков.
«Происхождение цветов покрытосеменных растений остается одной из самых трудных и наиболее важных тем в эволюционной биологии. Полученные результаты стали важным шагом вперед для понимания происхождения такого количества видов цветов и эволюции покрытосеменных в целом», — отмечают исследователи.
Хотя внешний вид цветка установлен, ученым еще предстоит разобраться, как именно он появился. События, которые привели к возникновению цветов, пока неизвестны.