In der Zeit eingefroren: fossile Pflanzen-Stammzellen vor 300 Millionen Jahren
Die Anatomie des antiken Wurzeln verschiebt die Grenzen der Paläobiologie, Hinweis auf vielfältiger Wurzel Biologie als bisher angenommen
Die meisten Paläontologen sind in der Regel nicht an Zellen zu viel denken. Unsere Welt ist geprägt durch die Teile der Lebewesen, die gut zu bewahren und auf menschlicher Ebene: Zähne, Knochen, Muscheln, oder (in meinem Fall) die Bits der Pflanzen am besten überleben die Prozesse des Verfalls und der Erhaltung. Weiche Teil Erhaltung ist sehr ungewöhnlich, und Zelle-Skala Detail ist extrem selten. Doch ist es, welche Weichteile, dass die meisten der Biologie konzentriert sich auf, von Molekülen bis Ökosysteme zu tun. Wenn wir verlorene Welten rekonstruieren wollen, müssen wir an diesen Maßstäben denken.
Wo wir zelluläre Detail siehst es dank Permineralisation ist, eine Art der Konservierung wo mineralreiche Flüssigkeiten die Zellen eines Organismus infiltrieren vor Verfall halten. Wenn Sie eine polierte Scheibe versteinertes Holz mit seiner Jahrringe deutlich sichtbar und gut erhaltene gesehen haben, haben Sie ein Permineralised Fossil gesehen. Mikrobielle Fossilien in einigen der ältesten Gesteine auf der Erde sind die ältesten direkten Beweis für Leben auf der Erde und ihrer Natur, zeigen uns Zelle angelegte Detail.
Wir sprechen oft über Fossilien als Momentaufnahmen aus der Vergangenheit, und Permineralised Proben sind ein Paradebeispiel. Die biologischen Grenzen der "fossilen Schnappschüsse" wurden in einem neuen Papier erweitert in diesem Monat von Alexander Hetherington und Kollegen, die aktiv wachsende Pflanzen-Stammzellen vor mehr als 300 Millionen Jahren identifiziert.
Im Gegensatz zu Tieren behalten Pflanzen Bevölkerung von Stammzellen, bekannt als Meristeme, die selbst zu erneuern und während der gesamten Lebensdauer der Anlage zu unterscheiden. Jede Zelle teilt, um zwei Tochterzellen zu produzieren, die beide mit der Originalzelle identisch sind. Diese Zellen gehen auf, sich in verschiedene Zelltypen differenzieren.
Shoot Sprossapikalmeristem Meristem sieht Zellen Organe wie Blätter und Blüten, während die Wurzel Sprossapikalmeristem Meristem Zellen für Wurzelwachstum hervorruft. Moderne Pflanzenbiologie hat viel über die Funktionsweise dieses Prozesses, in den zellulären und molekularen Maßstäben ergeben und sogar Abitur Biologiestudenten können Zellteilung in Wurzel Meristeme in das Schülerlabor.
Das Verständnis der Evolution der Pflanze Wurzeln mag langweilig, aber es ist wichtig. Pflanzen mit einer mechanischen Fasthold und Transportwasser und Nährstoffe aus dem Boden, der Rest der Pflanze bieten Wurzeln. Viel Zeit, ist Aufwand und Forschungsförderung in der Grundlagenforschung in die "versteckte Hälfte der Pflanzenbiologie" (das ist, wie wir es nennen, wenn wir wollen, dass Wurzel Biologie wirklich aufregend klingen), aufgrund des Potenzials für die Verbesserung der Ernte ergibt sich durch bessere Wurzelsysteme.
Die Wurzeln in Hetherington und Kollegen Papier beschrieben sind in Kohle Kugeln erhalten: Konkretionen Permineralised von Calcit, die in alten Torf gebildet, bevor es Kohle wurde. Sie sind aus dem Karbon Zeitraum, die sehr Kohle-Maßnahmen, die die industrielle Revolution im Nordwesten von England fuhr. Diese Pflanzen wuchsen in eine ganz andere Welt, dominiert von Spore-Produzenten wie Farne und Schachtelhalme, Bärlappgewächse, die riesige tropische Wäldern wimmelt es von übergroßen Libellen, Tausendfüßler und anderen Arthropoden Alptraum gebildet.
Wo fossile Wurzel-Spitzen in Kohle Kugeln erhalten durch reines Glück, dünn geschnitten, in der richtigen Orientierung (eine longitudinale Scheibe entlang der Wurzel), der Weg gewesen, in dem die Zellen organisiert werden, kann, die Muster, die in modernen Wurzel Meristeme gesehen verglichen werden. Aktive Meristeme zeigen einen Farbverlauf in Zellgrößen von winzigen meristematic Zellen zu größeren expandierenden differenzierenden Zellen, während wenn Meristem Wachstum stoppt, größere Zellen direkt neben winzigen, inaktive erste Stammzellen landen. Und sicher genug, wenn Sie die Verteilung der verschiedenen Zellgrößen quantifizieren, eine aktive Meristem kann anerkannt werden.
Die neue Wurzel Meristem Radix carbonicumbenannt wurde, und hat Funktionen in der Organisation der Zellen, die unterscheiden es von anderen bekannten Wurzel-Meristem, vorbei an oder präsentieren. Dies bedeutet, dass die Wurzel Biologie in der Vergangenheit gewesen sein mag weitaus vielfältiger, als wir ahnen.
Die Welten der Pflanze Wurzel Anatomie und Paläontologie überschneiden sich selten so direkt, aber wenn sie es tun, es bietet faszinierende Ergebnisse. Diese Studie unterstreicht auch die anhaltende Bedeutung der fossilen Sammlungen in Museen und Herbarien statt: die Kohle Ball dünn-Abschnitte in der Studie verwendet wurden von etablierten Sammlungen vor über hundert Jahren.