Ископаемая пыльца может раскрыть «отпечатки» экологического стресса

Новое исследование в журнале Paleobiology показывает, что аномалии в форме пыльцевых зёрен (мальформации) у хвойных деревьев могут служить индикатором экологического стресса в прошлом, позволяя заглянуть в климат на сотни миллионов лет назад.

Пыльца как уникальный архив

  • Пыльца исключительно хорошо сохраняется в ископаемой летописи благодаря твёрдой оболочке.
  • Будучи воздушной, она распространяется на огромные территории, попадая в отложения на суше и в океане.
  • Это позволяет сопоставлять данные о наземных растениях и морских животных в один и тот же период времени.

Эксперимент с ультрафиолетом

Исследователи, включая Джеффри Бенку из Музея Берка, изучили пыльцу 14 видов современных хвойных, выращенных в ботаническом саду в условиях низкого стресса. У 12 из них уровень мальформаций в норме составил менее 3%.

Затем один вид сосны подвергли воздействию высоких доз UV-B-излучения, имитируя ослабление озонового слоя. Результаты:

  • Резко возросла доля деформированной пыльцы.
  • Форма мальформаций стала однообразной: подавляющее большинство зёрен имели три «крыла» (саккуса) вместо обычных двух.

Связь с прошлыми катастрофами

Учёные предполагают, что в ископаемой летописи можно использовать не только правило 3% для выявления периодов стресса, но и специфические типы мальформаций для определения его причины. Всплеск трёхкрылой пыльцы может указывать на события ослабления озонового слоя, например, вызванные масштабным вулканизмом, как при образовании Сибирских траппов 250 млн лет назад (связываемых с Великим пермским вымиранием).

Значение исследования

  • Деревья при ослаблении озона могут выглядеть здоровыми, но пыльца несёт скрытый «отпечаток» сильного стресса.
  • Пыльца становится мощным инструментом-прокси для реконструкции реакции экосистем на стресс (массовые вымирания, изменения климата) вплоть до 320 млн лет в прошлом.
  • В будущем можно исследовать, оставляют ли уникальные «отпечатки» в пыльце и другие стрессоры: тяжёлые металлы, кислотные дожди или патогены.