Um novo e notável fóssil nelumbonáceo do Cretáceo Inferior preenche a lacuna entre protealídeos herbáceos aquáticos e lenhosos

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 8978 (2023) Citar este artigo

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Datado do final do Cretáceo Inferior, o registro de macrofósseis da icônica família de lótus (Nelumbonaceae) é uma das plantas com flores mais antigas e sugere que suas inconfundíveis folhas e nozes embutidas em grandes frutos receptaculares sem caroço evoluíram relativamente pouco nos 100 milhões de anos desde então. sua primeira aparição conhecida. Aqui nós descrevemos um novo fóssil da flora da Formação Crato Barremiana/Aptiana tardia (NE do Brasil) com estruturas vegetativas e reprodutivas, Notocyamus hydrophobus gen. nov. e sp. nov., que é hoje o registro fóssil mais antigo e completo de Nelumbonaceae. Além disso, exibe um mosaico único de características macro e micromorfológicas ancestrais e derivadas, nunca antes documentadas nesta família. Esta nova espécie-fóssil brasileira também fornece uma rara ilustração das potenciais transições morfológicas e anatômicas experimentadas por Nelumbonaceae antes de um longo período de relativa estagnação. Suas potenciais características plesiomórficas e apomórficas compartilhadas com Proteaceae e Platanaceae não apenas preenchem uma grande lacuna morfológica dentro de Proteales, mas também fornecem novo suporte para suas relações inesperadas sugeridas pela primeira vez por filogenias moleculares.

A origem e a irradiação inicial das plantas com flores ainda não são claras e permanecem como um dos temas mais enigmáticos da história evolutiva das plantas vasculares como um todo1. Embora o registro fóssil possa ajudar a reduzir as lacunas morfológicas entre táxons vivos, ele é intrinsecamente incompleto e pode, portanto, perder transições evolutivas importantes. Essas lacunas nas evidências para documentar a evolução das plantas podem ser interpretadas como consequência de um período com taxas evolutivas mais altas em uma escala de tempo curta ou taxas mais baixas de evolução e estase relativa em uma escala de tempo longa2. No entanto, a escassez de formas mais antigas e sucessivas em registros fósseis também pode ser causada por vieses de preservação, subamostragem e baixa intensidade de investigação. Numerosos estudos de floras de paleolatitude média reduziram significativamente as lacunas de conhecimento sobre angiospermas do Cretáceo Inferior, enquanto aquelas de áreas paleotropicais, onde supostamente as plantas com flores começaram a se diversificar, ainda precisam de mais investigações, especialmente sobre macrofósseis de eudicotiledôneas, o clado mais diverso das angiospermas3 ,4. As lacunas de conhecimento sobre macrofósseis nos trópicos do Cretáceo Inferior contrastam com o registro de microfósseis substancial e comparativamente bem estudado5,6.

Os primeiros relatos de eudicotiledôneas datam do Cretáceo Inferior médio de áreas circuntétias, ou seja, norte do Gondwana e sul das regiões da Laurasiana, e sugerem que sua origem e centro de diversificação estavam no norte do Gondwana5,7. Esses relatórios são baseados principalmente em seu distinto pólen tricolpado7, mas também em macro e mesofósseis que se acredita estarem relacionados a linhagens basais8,9. Entre as evidências, alguns registros estão relacionados a Ranunculales e Proteales8,9, que são as duas primeiras linhagens divergentes de eudicotiledôneas segundo análises moleculares10. No entanto, em contraste com as famílias existentes de Ranunculales, existem grandes diferenças e lacunas notáveis ​​em morfologias gerais entre as de Proteales, ou seja, Sabiaceae, Nelumbonaceae, Platanaceae e Proteaceae9. Sua estreita relação filogenética não era, portanto, suspeita antes dos avanços na filogenética molecular9,10,11, e potenciais sinapomorfias morfológicas que suportam sua ancestralidade comum compartilhada começaram a ser verificadas posteriormente12,13. Além disso, todas essas famílias ocorrem em floras do Cretáceo e Nelumbonaceae, Platanaceae e Proteaceae se destacam particularmente por sua relativa abundância e riqueza no registro fóssil9. Infelizmente, poucas formas intermediárias ligando as morfologias dessas famílias foram encontradas, e parecia improvável que fossem encontradas, uma vez que Nelumbonaceae e Platanaceae passaram por um longo período de relativa estase morfológica14,15.