Zaskakujące wyniki badań. Paprocie cofają swój rozwój

Ewolucja roślin – jednokierunkowa ścieżka czy zawiła sieć?

Żelazną zasadą ewolucji roślin i w zasadzie wszystkich organizmów jest kierunek jej rozwoju. Naukowcy przyjęli, że każde następne pokolenie organizmów jest bardziej rozwinięte niż poprzednie. Niedawne badanie przeprowadzone przez Jacoba S. Suissa z Uniwersytetu Tennessee pokazuje, że ta jednokierunkowa droga ewolucji nie dotyczy wszystkich organizmów. Naukowcy chcieli sprawdzić, czy zasada ta sprawdza się także w świecie roślin.

W swoich badaniach uczeni postanowili przyjrzeć się paprociom. Jest to bowiem jedna z najstarszych grup roślin na Ziemi. Uczeni doszli do dość zaskakujących wniosków. Ewolucja mechanizmów reprodukcyjnych tych roślin przebiega dwukierunkowo. Czasami paprocie ewoluowały wstecz.

Polecamy: Sztuczna fotosynteza to rewolucja. Przełom technologiczny z Korei

Prawo Dollo a możliwości paproci

W 1893 roku belgijski paleontolog sformułował prawo mówiące, że organizm nie może wrócić do poprzedniego stadium rozwoju. Prawo Dollo mówi, że ewolucja nie działa jak film, który można przewinąć do tyłu. Jeśli jakiś organizm raz utraci jakąś cechę, to nie może jej odzyskać w dokładnie takiej samej formie. To trochę jak rozłożenie kostki Rubika. Można ją złożyć na nowo, ale nigdy w identyczny sposób, bo proces jest zbyt skomplikowany i zależy od wielu przypadków.

Wyjątkowe paprocie i ich mechanizmy rozmnażania

W świecie roślin, gdy pojawiły się zaawansowane struktury rozrodcze – nasiona, kwiaty czy szyszki – żaden z gatunków nie wrócił do wcześniejszych, prostszych form. To pokazuje, że ewolucja reprodukcji zmierzała w stronę coraz większej złożoności. Wyjątek stanowią tutaj paprocie, które nie podążyły tą samą ścieżką. Rośliny te mają wiele sposobów na rozmnażanie się. Najczęściej łączą one rozsiewanie zarodników z fotosyntezą.

Paprocie mają różne sposoby rozmnażania. U większości gatunków jeden rodzaj liścia odpowiada zarówno za fotosyntezę, jak i za produkcję zarodników – nazywa się to monomorfizmem. Inne gatunki mają jeden typ liścia do fotosyntezy, a drugi do rozmnażania, co nazywamy dymorfizmem.

Gdyby rośliny te działały według stałych zasad ewolucji, można by założyć, że jeśli jakiś gatunek paproci wykształci dymorfizm, to już nie ma odwrotu i nie wróci do monomorfizmu. Jednak w rodzinie paproci łańcuchowych (Blechnaceae) natknęli się na zaskakującą sytuację. Niektóre z tych roślin wykształciły zaawansowany dymorfizm, a później wróciły do monomorfizmu.

Warto przeczytać: Objawy ADHD mogą się zmieniać z wiekiem. Emocje grają główną rolę

Dlaczego to akurat paprocie mogą tak elastycznie zmieniać sposób swojej reprodukcji? Odpowiedź tkwi w nasionach, kwiatach i owocach, których nie mają. Jest to kluczowa cecha paproci, która odróżnia je od setek tysięcy innych roślin nasiennych rosnących na Ziemi. Te pierwsze są elementem najbardziej zaawansowanej metody reprodukcji. Istotny jest tutaj fakt, że w zasadzie każdy sposób rozmnażania się roślin jest w pewnym stopniu oparty na poprzednim. Powrót do wcześniejszej metody jest właściwie niemożliwy. Jednak paprocie nie mają nasion, więc mogą decydować, gdzie na liściach umieścić zarodniki.

Jak odkrycia paproci zmieniają nasze myślenie o przyszłości?

Odkrycia amerykańskich badaczy mogą pomóc w przewidywaniu przyszłości. W jaki sposób? Wiedza o tym, które cechy organizmów są „zablokowane”, pozwoli prognozować, w jaki sposób konkretne gatunki zareagują na wyzwania środowiskowe. Trzeba przy tym zwrócić uwagę, że wiele z tych zmian narzuca sam człowiek, np. zmiana siedlisk.

Gatunki, które podążają „jednokierunkową” ścieżką ewolucji, mogą stracić zdolność do elastycznego reagowania na nowe wyzwania środowiskowe. W takich przypadkach będą zmuszone opracowywać zupełnie nowe strategie rozmnażania i przetrwania, aby się dostosować. Jednak u niektórych organizmów, takich jak paprocie, specjalizacja nie oznacza utraty możliwości „cofania się” w ewolucyjnym procesie.

Ewolucja – nie prosty szlak, a splątana sieć

Badanie pokazuje, że w ewolucji nie istnieje coś takiego jak jeden „właściwy” kierunek ani wyznaczony cel. Nie jest ona prostą linią, lecz skomplikowaną siecią, której nici mogą rozchodzić się, przecinać, a czasem nawet powracać na wcześniejsze ścieżki. To przypomina bardziej splątany labirynt niż prostą drogę naprzód.

Polecamy: Obniżony poziom Morza Śródziemnego. Naukowcy rozwiązali zagadkę