Tổ tiên của mộc lan. Và cây sồi, cỏ, cà chua, thủy tiên, và nhiều hơn nữa. Tiệc Hervé & Jürg Schönenberger 

Mặc dù hầu hết các loài thực vật trên Trái đất đều có hoa, nhưng nguồn gốc tiến hóa của hoa lại bị che giấu trong bí ẩn. Hoa là cơ quan sinh dục của hơn các loài thực vật 360,000 còn sống hiện nay, tất cả đều bắt nguồn từ một tổ tiên chung duy nhất trong quá khứ xa xôi. Loài cây tổ tiên này, sống vào khoảng thời gian giữa 250m và 140m năm trước, đã tạo ra những bông hoa đầu tiên vào thời điểm hành tinh ấm hơn và giàu oxy và khí nhà kính hơn ngày nay. Một thời khi khủng long lang thang trong phong cảnh nguyên sinh.

Nhưng mặc dù thực tế khủng long đã tuyệt chủng 65m năm trước, chúng ta có một ý tưởng tốt hơn về Iguanodon trông như thế nào hơn là cách hoa tổ tiên được xây dựng.

Điều này một phần vì những bông hoa đầu tiên không để lại dấu vết. Hoa là những cấu trúc mỏng manh mà chỉ trong hoàn cảnh may mắn nhất mới có thể biến thành hóa thạch. Và, vì không tìm thấy hóa thạch nào có niên đại 140m hoặc nhiều năm trở lại, các nhà khoa học chỉ có một ý thức hạn chế về việc tổ tiên tối thượng sẽ trông như thế nào. Cho đến bây giờ.

Một nghiên cứu mới lớn của một nhóm các nhà thực vật học quốc tế đã đạt được sự tái tạo tốt nhất cho đến nay của loài hoa tổ tiên này. Các nghiên cứu, được công bố trong Nature Communications, không phụ thuộc quá nhiều vào hóa thạch khi nghiên cứu các đặc điểm của 800 của các loài hậu duệ còn sống của nó.

Bằng cách so sánh sự tương đồng và khác biệt giữa các loài thực vật có hoa liên quan, có thể suy ra các đặc điểm của tổ tiên gần đây của chúng. Ví dụ, bởi vì tất cả các loài phong lan đều có hoa trong đó một nửa là hình ảnh phản chiếu của nửa kia (đối xứng song phương), chúng ta có thể cho rằng tổ tiên của họ phải có hoa song phương. Bằng cách so sánh những tổ tiên gần đây với nhau, sau đó có thể quay ngược thời gian, và cứ thế, cho đến khi cuối cùng chúng ta đến được gốc cây gia đình của các loài thực vật có hoa.

Vậy nó trông như thế nào?

Ở một số khía cạnh, hoa ban đầu giống như một loài hoa mộc lan hiện đại: nó có nhiều cánh hoa, không phân biệt được tepals), sắp xếp theo vòng đồng tâm. Tại trung tâm của nó có nhiều hàng cơ quan sinh dục bao gồm nhị hoa sản xuất phấn hoa và buồng trứng mang noãn. Thật khó để cưỡng lại sự cám dỗ khi tưởng tượng những loài thụ phấn cổ đại đang bò trong bông hoa này, thu thập hạt phấn hoa trong khi vô tình giúp cây tạo ra hạt giống.

Một đời sống tình dục gây tranh cãi

Nghiên cứu mới giúp giải quyết tranh cãi về việc hoa sớm có giới tính riêng biệt hay liệu cả hai cơ quan sinh sản nam và nữ được kết hợp trong cùng một bông hoa. Bằng chứng trước đây chỉ ra các câu trả lời khác nhau. Một mặt, một trong những dòng cây ra hoa sớm nhất, ngày nay chỉ được đại diện bởi một loại cây bụi quý hiếm từ đảo New Caledonia ở Thái Bình Dương được gọi là Amborella, có những bông hoa dù là nam hay nữ. Mặt khác, hầu hết các loài hiện đại kết hợp cả hai giới trong cùng một loài hoa.

Tất cả những bông hoa sống cuối cùng đều bắt nguồn từ một tổ tiên duy nhất sống khoảng 140m năm trước. Tiệc Hervé & Jürg Schönenberger

Các tác giả của nghiên cứu giải quyết câu hỏi và chỉ ra rằng hoa tổ tiên là một loài lưỡng tính. Điều này có nghĩa là thực vật có hoa sớm có thể sinh sản cả nam và nữ. Giới tính kết hợp có thể là lợi thế khi xâm chiếm môi trường mới vì một cá thể đơn lẻ có thể là bạn đời của chính nó và thực sự nhiều loài thực vật xâm chiếm các đảo đại dương xa xôi có xu hướng lưỡng tính. Có lẽ sự kết hợp của giới tính đã giúp các loài thực vật có hoa sớm vượt qua các đối thủ của chúng.

Ma quỷ chi tiết

Mặc dù có sự tương đồng rõ ràng với một số loài hoa hiện đại, tổ tiên cuối cùng của chúng có một vài điều ngạc nhiên khi xắn tay áo. Ví dụ, nhà thực vật học từ lâu đã nghĩ rằng những bông hoa ban đầu có những phần hoa sắp xếp theo hình xoắn ốc xung quanh trung tâm của hoa như có thể thấy trong các loài hiện đại như sao hồi.

Mặc dù vậy, việc tái cấu trúc mới cho thấy mạnh mẽ rằng những bông hoa ban đầu có các cơ quan của chúng được sắp xếp không theo hình xoắn ốc, mà là một loạt các vòng tròn đồng tâm hoặc là tiếng rít, như trong hầu hết các nhà máy hiện đại. Bông hoa ban đầu có nhiều hoa hơn, tuy nhiên, cho thấy hoa đã trở nên đơn giản hơn theo thời gian. Nghịch lý thay, kiến ​​trúc đơn giản này có thể đã tạo cho các nhà máy hiện đại một cơ sở ổn định hơn để phát triển và đạt được các nhiệm vụ phức tạp hơn như tương tác tinh vi với một số côn trùng nhất định như trong hoa lan, hoặc sản xuất đầu hoa Đầm làm từ hàng chục hoặc hàng trăm bông hoa đơn giản như trong gia đình hướng dương.

Mặc dù bây giờ chúng ta có một ý tưởng tốt về một trong những bông hoa sớm nhất có thể trông như thế nào, chúng ta vẫn biết rất ít về cách mà bông hoa đó trở thành. Các bước chi tiết dẫn đến sự tiến hóa của nó là không rõ. Có lẽ chúng ta sẽ phải chờ đợi việc phát hiện ra những bông hoa hóa thạch mới trải qua khoảng cách xung quanh 250m-140m năm trước, trước khi chúng ta có thể hiểu được nguồn gốc của cấu trúc tình dục đa dạng nhất trên hành tinh.

Giới thiệu về Tác giả

Mario Vallejo-Marin, Phó giáo sư sinh học tiến hóa, Đại học Stirling

Bài viết này ban đầu được xuất bản vào Conversation. Đọc ban đầu bài viết.

Sách liên quan:

at Thị trường InnerSelf và Amazon