Szimbiózis segíthette a túlélést

A cikászok külsejükben a pálmákra emlékeztető nyitvatermők, a perm időszak korai szakaszában alakultak ki, és igen hosszú időn át az erdők aljnövényzeteként biztosítottak élelmet a növényevő állatok számára. Egy újonnan, a Nature Ecology & Evolution folyóiratban publikált kutatás az ősi cikászok levélmaradványait vizsgálta meg, az eredményeket a Duke Egyetem ismertette.

A cikászok alkonya már a dinókkal végző becsapódás előtt elérkezett, de a legtöbb fajukat 66 millió éve veszítettük el. Jelenleg csak egy maroknyi fajuk él a trópusokon, ritkák és veszélyeztetettek, s e fajok mindegyike a módosult gyökerükben velük szimbiózisban élő nitrogénkötő baktériumoknak köszönhetően jut hozzá a nitrogénhez. A kutatók ősi cikászkövületek levelein végeztek összetétel-vizsgálatokat, eredetileg azzal a céllal, hogy a korabeli légkörről szerezzenek ennek segítségével információkat. Mivel a mai cikászok mind a szimbionta baktériumaik révén jutnak nitrogénhez, a kutatók úgy hitték, az ősi cikászok hasonlóan működhettek. Azonban a levelek elemzése mást mutatott!

A legtöbb ősi cikászt képviselő kövület elemzése azt mutatta, hogy ezek a növények nem rendelkeztek nitrogénkötő szimbionta baktériumokkal – e fajok mind a kihalt cikászokat képviselték.

A növények más nitrogénizotópokat halmoznak a leveleikben, ha azt saját maguk vonják ki, és másokat akkor, ha ezt a velük szimbiózisban élő baktériumok végzik el. A baktériumokkal való szimbiózis e formája a növényvilágban számos, egymástól független alkalommal is kifejlődött. A növények az értékes nitrogénért cserébe cukrokkal látják el a baktériumaikat.

Az ősi légkörről leginkább az üledékek és a tengeri élővilág kémiai vizsgálata révén kaptunk információkat. Az e mérésekhez használt módszerek egy részét szárazföldi növények maradványain alkalmazva is igyekeznek azonban újabban információt kinyerni a szakemberek. Dr. Michael Kipp, a kutatás vezetője mintegy 10 évet töltött el ezekkel a vizsgálatokkal. „Amikor belekezdtem a projektbe, nem voltak még levélkövületek alapján közzé tett nitrogénizotóp-adatok.” Eltartott egy ideig, mire a tengeri élővilágra kifejlesztett módszereket a szárazföldi növényekhez igazította, majd még olyan kövületeket is kellett kerítenie, amelyektől szívesen megváltak a múzeumi gyűjtemények. A vizsgálat során ugyanis a vizsgált darab megsemmisül.
„Az a kevés kövület, amely a ma is élő cikász rokonság elődeit képviselte, és amely nem túl ősi – 20-30 millió éves – ugyanazt a nitrogénadatot mutatta, mint a ma is élő cikászok” – mondta Kipp. Ez azt jelenti, hogy ezek nitrogénkötő baktériumokkal éltek együtt, míg a régebbi, kihalt rokonságot képviselő cikászok kövületei alapján azoknak nem voltak szimbiontáik.

Az nem egészen világos, hogy a nitrogénkötő baktériumok mi módon segíthették a túléléshez a cikászok egy részét. Elképzelhető, hogy jobban versenyben tudtak maradni az ekkor már uralkodó, gyors növekedésű zárvatermők közt, vagy esetleg a drámai klímaváltozást vészelték át könnyebben.