포도과의 진화 역사 재구성

지금까지 포도과 식물이 유럽 대륙에 도착한 것은 2,300만 년 전이라고 믿어져 왔습니다. 화석 식물에 대한 연구는 포도 식물의 조상의 분산에 대한 새로운 시나리오를 도출하고 이 종이 약 4,100만 년 전에 이미 유럽 영토에 있었음을 밝힙니다. 이 논문은 같은 과의 새로운 화석 종인 Nekemias mucronata를 설명하는데, 이를 통해 4,000만 년에서 2,300만 년 전에 유럽에 서식했던 이 식물 군의 진화 역사를 더 잘 이해할 수 있습니다.

이 연구는 Journal of Systematics and Evolution (JSE)에 게재되었으며, 바르셀로나 대학교 지구 과학부 및 생물다양성 연구소(IRBio)의 연구원 Aixa Tosal이 주도했습니다. 이 기사에는 생물다양성 연구소(IRBio) 및 카탈루냐 고생물학 연구소 Miquel Crusafont(ICP)의 Alba Vicente와 스웨덴 자연사 박물관(스톡홀름)의 Thomas Denk도 서명했습니다.

포도 가족의 새로운 조상

포도과( Vitaceae )는 약 950종으로 구성되어 있으며, 5개 부족(식물학에서 이는 과와 속 사이의 중간 분류학적 분류)으로 나뉩니다. 이 부족 중 하나는 200종으로 구성된 Viteae 이며, 여기에는 큰 세계적 경제적 관심을 끄는 포도나무 식물( Vitis vinifera )이 포함됩니다. JSE에 발표된 새로운 논문은 47종으로 구성된 Ampelopsideae 부족을 연구하는 데 초점을 맞춥니다.

"저희 연구는 지금까지 받아들여진 패러다임을 바꾸고 Ampelopsideae 부족 의 Ampelopsis 와 Nekemias 계통이 중기 에오세(4,700만~3,700만 년 전)에 이미 유럽과 중앙 아시아에 존재했음을 보여줍니다. 이는 이 분산이 이전에 추정했던 것보다 약 2,000만 년 더 빨랐음을 나타냅니다." 연구의 제1 저자이자 UB 지구 및 해양 역학과 소속인 Aixa Tosal의 말입니다.

"특히, 우리는 현재 북미에 국한된 계통이 유럽과 중앙 아시아에 이미 존재했음을 보여줍니다. 이는 오늘날의 북미 Nekemias arborea 와 매우 유사한 화석 종 Nekemias mucronata 의 발견 덕분입니다. Nekemias mucronata 는 오늘날의 Ampelopsis orientalis 의 가장 가까운 친척인 Ampelopsis hibschii 와 함께 살았습니다."라고 Tosal은 설명합니다. 이와 대조적으로 후자는 N. mucronata 와는 다른 분포를 보였는데, 이 계통은 현재 동부 지중해에서만 고유합니다. "이 연구는 특히 고제3기 동안 일어난 유럽과 중앙 아시아에서 일어난 두 번째 분포 펄스 동안 Ampelopsideae 부족의 진화를 더 잘 이해하는 데 도움이 됩니다."라고 Tosal은 말합니다.

Nekemias mucronata는 후기 에오세에서 후기 올리고세(3,700만~2,300만 년 전)까지 살았습니다. 추운 기간에는 -4.6°C의 낮은 겨울 기온이 있는 지역(예: 올리고세(3,300만~2,300만 년 전) 카자흐스탄에서 발견됨)부터 연평균 기온이 따뜻한 지역(예: 이베리아 반도의 올리고세) 또는 유럽 대륙 중심부에서 기록된 것과 같은 중간 기온이 있는 기후까지 광범위한 기후에서 자랄 수 있었던 것으로 보입니다.

"N. mucronata는 강우량 면에서도 지나치게 요구되지 않았습니다. 강우량이 풍부하고 강우 계절성이 낮은 지역에서 자랄 수 있었습니다. 예를 들어 올리고세 시대의 중부 유럽이나 같은 시대의 이베리아 반도 또는 그리스에서 자랄 수 있었습니다." ICP 연구원인 알바 비센테가 말했습니다. "이 화석 종은 복엽을 가지고 있었는데, 이는 포도나무과의 일부 종과 공유하는 특징이었습니다. 복엽의 소엽 수를 확인하기는 어렵지만 적어도 3개는 되었을 것입니다. 우리는 정단 소엽과 측단 소엽 사이의 공통적인 패턴을 인식할 수 있었고, 이를 통해 유라시아 포도나무과의 다른 화석 종과 구별할 수 있었습니다." 그는 덧붙였습니다. " Nekemias mucronata를 독특하게 만드는 것은 잎사귀 이빨 끝에 mucro가 있다는 것입니다. 이것이 이 종의 이름을 딴 것입니다. 정단 잎사귀의 바닥이 곧게 뻗은 모양도 매우 독특합니다. 다른 모든 유라시아 화석 종은 휘어져 있기 때문입니다(잎자루 근처에 함입이 있음)." Vicente가 말했습니다.

대서양 다리 또는 베링 해협을 가로지르는 암펠롭시데아에의 분산

현재까지 포도과에 대한 가장 오래된 기록은 인도의 상부 백악기 퇴적물(75-65 Ma)에서 발견되었습니다. 아메리카에서 식물 계통에 대한 가장 오래된 기록은 약 3940만 년 전 상부 에오세에서 나왔으며, 거의 같은 시기에 유럽과 중앙 아시아에서 Ampelopsis 와 Nekemias 계통이 이미 발견되었습니다.

과거에 이 종들은 어떻게 분산되었을까요? 이 부족들은 상부 백악기와 상부 에오세 사이에 갈라졌고, 여전히 많은 미지수가 있지만, 매우 빠르게 분산되고 진화한 것으로 보입니다. 분자 시계 기술과 일치하는 현재의 데이터에 따르면, "암펠롭시데 아는 두 개의 클러스터 경로를 따랐거나 둘 다 혼합했을 수 있습니다. 제안된 첫 번째 경로는 북대서양 지협을 따릅니다. 즉, 이 과는 인도에서 나타난 다음 중부 에오세(4,700만~3,700만 년 전)에 중앙 아시아와 유럽으로 이동한 다음 마지막으로 그린란드를 거쳐 아메리카로 이동했습니다."라고 토마스 덴크는 말합니다. "또 다른 가능한 경로는, 비타과가 인도에 나타난 후, 암펠롭시데아 부족이 중부 에오세(4,700만~3,700만 년 전)에 아시아에서 동쪽으로 분산되어 베링 해협을 거쳐 아메리카로 빠르게 이동한 다음, 거기서 북대서양 지협을 따라 유럽으로 이동했을 것이라고 제안합니다."라고 덴크는 말합니다.

이 두 종의 분포가 기후와 관련이 있는 것 같지는 않지만, 올리고세 동안 이베리아 반도와 남부 유럽의 건조가 증가한 것이 이베리아 반도에서 발견된 마지막 N. mucronata 개체군의 멸종(2,700만~2,300만 년 전)을 설명할 수 있습니다. 이와 동시에 Ampelopsis hibschii는 발칸 지역에만 국한되었고 결국 약 1,500만 년 전에 멸종되었습니다.

"그러나 초기 분산 단계(후기 백악기에서 고생대까지)에 대한 답이 없는 의문이 여전히 많이 있습니다. 이러한 이유로 우리는 이 가족을 계속 연구하고 싶으며, 아마도 6600만 년에서 4100만 년 전에 일어난 초기 클러스터 단계 동안 무슨 일이 일어났는지 밝혀낼 수 있을 것입니다." 팀은 결론지었습니다.

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