Η εξελικτική ιστορία της οικογένειας των σταφυλιών

Αναδημιουργώντας την εξελικτική ιστορία της οικογένειας των σταφυλιών

Μέχρι τώρα, πίστευαν ότι τα φυτά της οικογένειας των σταφυλιών έφτασαν στην ευρωπαϊκή ήπειρο πριν από λιγότερο από 23 εκατομμύρια χρόνια. Μια μελέτη για τα απολιθωμένα φυτά σχεδιάζει ένα νέο σενάριο σχετικά με τη διασπορά των προγόνων των φυτών σταφυλιών και αποκαλύπτει ότι αυτά τα είδη βρίσκονταν ήδη στην επικράτεια της Ευρώπης πριν από περίπου 41 εκατομμύρια χρόνια. Η εργασία περιγράφει ένα νέο απολιθωμένο είδος της ίδιας οικογένειας, το Nekemias mucronata, το οποίο μας επιτρέπει να κατανοήσουμε καλύτερα την εξελικτική ιστορία αυτής της ομάδας φυτών, που κατοικούσε στην Ευρώπη μεταξύ 40 και 23 εκατομμυρίων ετών πριν.

Αυτή η μελέτη, που δημοσιεύτηκε στο Journal of Systematics and Evolution (JSE), διευθύνεται από την ερευνήτρια Aixa Tosal, από τη Σχολή Επιστημών της Γης και το Ινστιτούτο Έρευνας Βιοποικιλότητας (IRBio) του Πανεπιστημίου της Βαρκελώνης. Το άρθρο υπογράφεται επίσης από την Alba Vicente, από το Ερευνητικό Ινστιτούτο Βιοποικιλότητας (IRBio) και το Καταλανικό Ινστιτούτο Παλαιοντολογίας Miquel Crusafont (ICP), και τον Thomas Denk, από το Σουηδικό Μουσείο Φυσικής Ιστορίας (Στοκχόλμη).

Ένας νέος πρόγονος της οικογένειας των σταφυλιών

Η οικογένεια των σταφυλιών ( Vitaceae ) αποτελείται από περίπου 950 είδη και χωρίζεται σε πέντε φυλές (στη βοτανική, αυτή είναι μια ενδιάμεση ταξινομική ταξινόμηση μεταξύ της οικογένειας και του γένους). Μία από αυτές τις φυλές είναι οι Viteae , που αποτελούνται από 200 είδη, συμπεριλαμβανομένου του φυτού αμπέλου ( Vitis vinifera ), που παρουσιάζει μεγάλο παγκόσμιο οικονομικό ενδιαφέρον. Η νέα εργασία που δημοσιεύτηκε στο JSE επικεντρώνεται στη μελέτη της φυλής Ampelopsideae , που αποτελείται από 47 είδη.

«Η μελέτη μας αλλάζει τα παραδείγματα που ήταν αποδεκτά μέχρι τώρα και δείχνει ότι οι γενεαλογίες Ampelopsis και Nekeemias της φυλής Ampelopsideae ήταν ήδη παρούσες στην Ευρώπη και την Κεντρική Ασία κατά το μέσο Ηώκαινο (μεταξύ 47 και 37 εκατομμύρια χρόνια πριν). Αυτό δείχνει ότι αυτή η διασπορά ήταν περίπου 20 εκατομμύρια χρόνια νωρίτερα από ό,τι είχε υπολογιστεί προηγουμένως», λέει η Aixa Tosal, πρώτος συγγραφέας της μελέτης και μέλος του Τμήματος Γης και Ωκεανικής Δυναμικής του UB.

«Συγκεκριμένα, δείχνουμε ότι μια γενεαλογία που τώρα περιορίζεται στη Βόρεια Αμερική υπήρχε ήδη στην Ευρώπη και την Κεντρική Ασία, χάρη στην ανακάλυψη του απολιθωμένου είδους Nekemias mucronata , το οποίο μοιάζει πολύ με το σημερινό βορειοαμερικανικό Nekemias arborea . Το Nekemias mucronata συγκατοικούσε με το Ampelopsis hibschii , τον πιο στενό συγγενή του σημερινού Ampelopsis orientalis », εξηγεί η Tosal. Αντίθετα, το τελευταίο είχε διαφορετική διασπορά από το N. mucronata , καθώς αυτή η γενεαλογία είναι πλέον ενδημική στην ανατολική Μεσόγειο. «Αυτή η μελέτη μας βοηθά να κατανοήσουμε καλύτερα την εξέλιξη της φυλής των Αμπελοψιδαίων κατά τον δεύτερο παλμό διασποράς, ειδικά στην Ευρώπη και την Κεντρική Ασία, που έλαβε χώρα κατά τη διάρκεια του Παλαιογένους», λέει η Tosal.

Το Nekemias mucronata έζησε από το ύστερο Ηώκαινο έως το ύστερο Ολιγόκαινο (37-23 εκατομμύρια χρόνια πριν). Φαίνεται ότι ήταν σε θέση να αναπτυχθεί σε ένα ευρύ φάσμα κλιματικών συνθηκών, από περιοχές με χαμηλές χειμερινές θερμοκρασίες (-4,6 °C σε ψυχρές περιόδους) - όπως αυτές που βρέθηκαν στο Καζακστάν κατά τη διάρκεια του Ολιγόκαινου (33-23) εκατομμύρια χρόνια πριν - σε περιοχές με θερμές μέσες ετήσιες θερμοκρασίες --όπως αυτές του Ολιγόκαινου στην Ιβηρική Χερσόνησο - ή ακόμη και σε κλίματα με ενδιάμεσες θερμοκρασίες όπως αυτές που καταγράφονται στο κέντρο της ευρωπαϊκής ηπείρου.

«Το N. mucronata δεν ήταν επίσης υπερβολικά απαιτητικό όσον αφορά τις βροχοπτώσεις. Θα μπορούσε να αναπτυχθεί σε περιοχές με άφθονες βροχοπτώσεις και χαμηλή εποχικότητα βροχοπτώσεων, για παράδειγμα, στην Κεντρική Ευρώπη κατά το Ολιγόκαινο ή στην Ιβηρική Χερσόνησο ή στην Ελλάδα την ίδια περίοδο», λέει. Η ερευνήτρια ICP Alba Vicente. «Αυτό το απολιθωμένο είδος είχε ένα σύνθετο φύλλο, μια ιδιαιτερότητα που μοιράζεται με ορισμένα είδη της οικογένειας των αμπέλων. Αν και είναι δύσκολο να επιβεβαιωθεί ο αριθμός των φυλλαδίων του σύνθετου φύλλου, θα αποτελούνταν από τουλάχιστον τρία. Μπορέσαμε να αναγνωρίσουμε κοινά μοτίβα μεταξύ των κορυφαίων και πλευρικών φυλλαδίων, γεγονός που μας επιτρέπει να τα ξεχωρίζουμε από άλλα απολιθωμένα είδη της οικογένειας των αμπέλων στην Ευρασία», προσθέτει. «Αυτό που κάνει το Nekemias mucronata μοναδικό είναι η παρουσία ενός βλεννογόνου στην άκρη των δοντιών του φυλλαδίου, το οποίο δίνει στο είδος το όνομά του. Το ευθύ σχήμα της βάσης του κορυφαίου φυλλαδίου είναι επίσης αρκετά διακριτικό, καθώς όλα τα άλλα ευρασιατικά απολιθωμένα είδη είναι λυγισμένα. (με μια κολπίτιδα κοντά στον μίσχο),» λέει η Vicente.

Διασπορά των μέσω της γέφυρας του Ατλαντικού ή του Βερίγγειου Στενού

Μέχρι σήμερα, η παλαιότερη καταγραφή της οικογένειας των σταφυλιών έχει βρεθεί στα εδάφη του Ανώτερου Κρητιδικού χρόνου της Ινδίας (75-65 εκ. χρόνια). Η παλαιότερη καταγραφή της γενεαλογίας των φυτών στην Αμερική είναι από το Ανώτερο Ηώκαινο, περίπου 39,4 εκατομμύρια χρόνια πριν, και περίπου την ίδια εποχή στην Ευρώπη και την Κεντρική Ασία βρίσκονται ήδη οι γενεαλογίες Ampelopsis και Nekemias .

Πώς διασκορπίστηκαν αυτά τα είδη στο παρελθόν; Αυτές οι φυλές αποκλίνουν μεταξύ του Ανώτερου Κρητιδικού και του Ανώτερου Ηωκαινού και, αν και υπάρχουν ακόμη πολλά άγνωστα, φαίνεται ότι διασκορπίστηκαν και εξελίχθηκαν αρκετά γρήγορα. Σύμφωνα με τα τρέχοντα δεδομένα, τα οποία συνάδουν με την τεχνική του μοριακού ρολογιού,« τα Ampelopsideae θα μπορούσαν να είχαν ακολουθήσει δύο διαδρομές συστάδας ή ένα μείγμα και των δύο. Η πρώτη προτεινόμενη διαδρομή ακολουθεί τον ισθμό του Βόρειου Ατλαντικού. Δηλαδή, η οικογένεια εμφανίστηκε στην Ινδία και στη συνέχεια μετακόμισε προς την κεντρική Ασία και την Ευρώπη κατά το μέσο Ηώκαινο (μεταξύ 47 και 37 εκατομμυρίων ετών πριν) και τελικά μετακόμισε στην Αμερική μέσω της Γροιλανδίας», λέει ο Thomas Denk. «Μια άλλη πιθανή διαδρομή υποδηλώνει ότι, μόλις εμφανίστηκε η οικογένεια Vitaceae στην Ινδία, η φυλή των Ampelopsideae διασκορπίστηκε ανατολικά από την Ασία κατά το μέσο Ηώκαινο (πριν από 47-37 εκατομμύρια χρόνια) και γρήγορα μετακόμισε στην Αμερική μέσω του Βερίγγειου Στενού και από εκεί στην Ευρώπη, κατά μήκος του ισθμού του Βόρειου Ατλαντικού», λέει ο Ντενκ.

Αν και η διασπορά αυτών των δύο ειδών δεν φαίνεται να συνδέεται με το κλίμα, είναι πιθανό η αύξηση της ξηρασίας κατά το Ολιγόκαινο στην Ιβηρική Χερσόνησο και στη νότια Ευρώπη να εξηγεί την εξαφάνιση (πριν από 27-23 εκατομμύρια χρόνια) του τελευταίου πληθυσμού N. mucronata που βρέθηκε στην Ιβηρική Χερσόνησο. Παράλληλα, το Ampelopsis hibschii περιορίστηκε στην περιοχή των Βαλκανίων και τελικά εξαφανίστηκε πριν από περίπου 15 εκατομμύρια χρόνια.

«Ωστόσο, υπάρχουν ακόμη πολλά αναπάντητα ερωτήματα σχετικά με τις πρώιμες φάσεις διασποράς (από την Ύστερη Κρητιδική έως την Παλαιογένεια), τις φάσεις συμπλέγματος, που συνέβησαν μεταξύ 66 και 41 εκατομμυρίων ετών», καταλήγει η ομάδα.

Γεωδίφης με πληροφορίες από το Πανεπιστήμιο της Βαρκελώνης

περισσότερα

https://www.sciencedaily.com/releases/2024/09/240925122920.htm

https://winegourd.blogspot.com/2023/04/the-real-origins-of-grape-growing-and.html

https://www.smithsonianmag.com/blogs/national-museum-of-natural-history/2024/07/23/through-the-fossil-grapevine-museum-scientist-helps-untangle-how-the-fruit-thrived-in-the-aftermath-of-extinction/