Ископаемые корни плауновидных деревьев каменноугольного периода росли по побегоподобной схеме

Стигмарии — это окаменелости подземных частей древних плауновидных деревьев, которые росли в позднем палеозое, особенно в каменноугольном периоде. Эти деревья поднимались на десятки метров, а их подземные органы расходились на метры в стороны. На поверхности слепков сохранялись ряды круглых и овальных ямок — следы тонких боковых корешков. Стигмарии издавна помогали учёным понять, как выглядели угольные леса и как сами деревья закреплялись в болотистой почве.

Ещё в XIX веке находки стигмарий рядом с пнями сигиллярий доказали, что угольные болота были настоящими лесами на месте произрастания, а не скоплением принесённых водой стволов. Корни удерживали деревья в грунте и сохраняли их положение после гибели. Однако внутреннее строение стигмарий оставалось загадкой — внешняя форма не давала ответа на вопрос, как именно развивались эти органы.

Микрокомпьютерная томография раскрыла секрет

Учёные изучили три слепка стигмарий с помощью микрокомпьютерной томографии. Внутри слепков они увидели сеть сосудистых следов, которые питали боковые корешки. У самой верхушки эти следы шли вдоль оси и соединялись с внутренней поверхностью верхней части. Некоторые молодые следы подходили к верхушке, но ещё не доходили до центральной стелы. Затем они поворачивали и шли радиально к местам прикрепления корешков на поверхности. Такая картина напоминает развитие побега, а не типичного корня.

У современных сосудистых растений корни и побеги обычно растут по разным правилам. В побеге гормон ауксин образуется у верхушки и движется от неё вниз, помогая размещать листья и боковые органы. В корнях боковые корни развиваются иначе — из внутренних тканей. Поэтому направление сосудистых следов в ископаемом органе может указать, какая программа роста работала у стигмарий. Результаты показали, что верхушка стигмарий функционировала как побегоподобная меристема.

Не перевёрнутый побег, а особый орган

Исследователи также обнаружили анастомозы — места, где сосудистые следы разных боковых органов сходятся перед соединением с центральной стелой. Они встречались в трёхмерных моделях стигмарий и были похожи на рисунки сосудистых следов у побегов, листьев и шишек древовидных плауновидных. Это усилило вывод о побегоподобной программе развития.

Авторы подчеркивают: стигмарии не были «перевёрнутыми побегами». Это особые подземные органы, которые выполняли функции корней, но развивались по необычной, побегоподобной схеме. Они возникли из изменённой побеговой оси и не имеют прямых аналогов среди современных видов. Работа опубликована в журнале Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences.

Это открытие не только уточняет наши представления об анатомии древних растений, но и помогает понять, как гигантские плауновидные деревья смогли закрепиться в болотах каменноугольного периода и образовать мощные угольные пласты. Изучение ископаемых корней продолжает раскрывать тайны эволюции растительного мира.