Žiedai tai augalų lyties organai – daugiau nei 360 tūkst. šiuo metu egzistuojančių Žemėje augalų rūšių dauginimuisi naudoja žydėjimą. Todėl mokslininkams įdomu, kaip atrodė pirmoji gėlė pasaulyje, padėjusi pradžią žydėjimui ir kodėl būtent toks būdas išplito visoje planetoje.
Neseniai moksliniame žurnale „Nature Communications“ pasirodė straipsnis, parengtas tarptautinės mokslininkų grupės iš Austrijos, Jungtinės Karalystės, Prancūzijos bei Šveicarijos. Šioje publikacijoje tyrėjai pateikė savo atlikto eksperimento rezultatus, grindžiančius jų iškeltą hipotezę, kaip galėjo atrodyti pirmosios gėlės mūsų planetoje.
Pirmasis augalas, kuriam „kilo idėja“ sukrauti pirmąjį žiedą, Žemėje augo laikotarpiu prieš 250 mln. ir 140 mln. metų – tuo metu planetoje buvo daug šilčiau, be to, atmosferoje buvo didesnė deguonies bei šiltnamio efektą sukeliančių dujų koncentracija.
Iki šiol mokslininkams nėra pavykę rasti senesnės nei 140 mln. metų augalo žiedo fosilijos.
Žemės paviršiumi tuo laikotarpiu vaikščiojo dinozaurai, apie kuriuos šiandien žinome daugiau nei apie pirmąjį pasaulyje žiedą, nors didieji driežai išnyko prieš 65 mln. metų, o įvairiausių gėlių apstu bet kokioje pievoje ar miške. Žinoma, priežastis tam paprasta – dinozaurų kaulai virto fosilijomis, kurias mokslininkai tyrinėja jau porą šimtų metų. O štai gėlės yra trapios organinės struktūros, kurios fosilijomis virto tik susiklosčius ypatingai išskirtinėms sąlygoms.
Iki šiol mokslininkams nėra pavykę rasti senesnės nei 140 mln. metų augalo žiedo fosilijos (žiūr. iliustr.), todėl buvo sudėtinga nuspėti, kaip galėjo atrodyti beveik dvigubai senesnis gėlių protėvis. Tiesa, tarptautinė botanikų grupė savo tyrimui naudojo ne fosilijas, o šiandien egzistuojančių augalų žiedų charakteristikas – iš viso mokslininkai naudojo duomenis iš 800 augalų rūšių.
Tyrimo metu buvo lyginami ir analizuojami giminingų rūšių žiedų panašumai bei skirtumai – tokiu būdu mokslininkai galėjo nustatyti, kaip atrodė ir kuo pasižymėjo šių augalų pirmtakų žiedai.
Pavyzdžiui, visos orchidėjų rūšys turi žiedus, kuriuose viena pusė yra veidrodinis kitos pusės atspindys, todėl mokslininkai gali daryti išvadą, kad ir visų orchidėjų protėviai taip pat turėjo šią žiedų savybę. Taip žingsnis po žingsnio mokslininkai „judėjo“ laiku atgal į praeitį bei bandė nustatyti evoliucijos metu perduodamas žiedų savybes, kol pasiekė konkrečios augalų šeimos medžio kamieną.
Tad kaip atrodė visų gėlių pirmtakė? Remiantis šį tyrimą atlikusių mokslininkų hipoteze, pirmoji gėlė, ko gero, labiausiai priminė magnolijos žiedą – jos žiedlapiai buvo vienodi ir išsidėstę koncentriniais ratais. Šios gėlės centre taip pat eilėmis buvo išsidėstę dauginimosi organai – žiedadulkes gaminantys kuokeliai bei kiaušialąstes saugančios piestelės.
Naujausias tyrimas taip pat padėjo išspręsti seną klausimą, ar pirmieji žiedai buvo skirtingų lyčių, ar viename žiede buvo tiek vyriškos, tiek moteriškos dalys. Ankstesni tyrimai nedavė pakankamai aiškaus atsakymo. Pavyzdžiui, viena seniausių žydinčių augalų rūšis, kuriai šiandien atstovauja tik ypač retas Amborella krūmas, randamas Naujosios Kaledonijos saloje Ramiajame vandenyne – turi tiek vyriškos, tiek moteriškos lyties žiedus. Tačiau dauguma dabartinių augalų rūšių žiedų turi vyriškas ir moteriškas dalis.
Minėtas tyrimas nusveria svarstyklių lėkštę pastarosios hipotezės pusėn – labiausiai tikėtina, kad pirmieji Žemėje pražydę augalai buvo hermafroditai, t. y. turintys abiejų lyčių dalis viename žiede. Šis dauginimosi būdas turi privalumų, kai rūšis bando kolonizuoti naujas aplinkas – tada užtenka vieno individo, gebančio apvaisinti savo sėklas ir taip apgyvendinti aplinką savo palikuoniais.
Nors visų žiedų protėvis savo išvaizda nedaug skiriasi nuo mums visiems įprastų gėlių, gali būti, kad jis gan smarkiai skyrėsi nuo dabartinių gėlių. Pavyzdžiui, botanikai spėja, kad dabartinių augalų žiedų „architektūra“ daug paprastesnė nei jų protėvių – evoliucijos metu žydintys augalai atsikratė nereikalingų elementų ir taip optimizavo žiedus, kas leido jiems daugiau energijos skirti apdulkinančių vabzdžių pritraukimui ar didesnio skaičiaus sėklų subrandinimui.
Ir nors dabar mokslininkai mano gan gerai žiną, kaip atrodė pirmasis žiedas mūsų planetoje, paslaptimi vis dar išlieka konkretus evoliucijos mechanizmas, leidęs atsirasti žiedams.
