Blomsterplanter tilhører en ganske særlig gruppe af planter, der udviklede sig eksplosivt for 140 mio år siden. Forskere har kortlagt nogle af gruppens familier for at få indsigt i hvordan biodiversitet opstår

Der findes ca. 300.000 arter af blomsterplanter som derved udgør den største og mest forskelligartede gruppe af arter i planteriget. De andre udgøres af mosser, bregner og kogleplanter. Men blomsterne er de mest talrige og artsrige. Blomsterplanter udgør ca. 80% af alle kendte grønne planter på jordkloden. Blomsterplanter adskiller sig generelt ved at sprede sig ved befrugtede “æg”, der enten selvbefrugtes eller kræver “sæd” fra hanplanter (kønnet formering). Typisk spredes disse ved vind, bier eller dyr, der fragter pollen og -frugter rundt. Hele denne rigdom er naturligvis afgørende for vores såvel som jordklodens overlevelse. Vi og alle de andre dyr spiser frugterne fra blomsterplanterne, udvinder medicin, fremstiller fibre, som vi spinder og væver til tøj ligesom vi lever af de dyr, der lever af dem. Spørgsmålet er imidlertid hvornår denne blomsterrigdom opstod?

For nylig publicerede 279 forskere fra 138 institutioner i 27 lande et kort over et familietræ – en slags dynastisk genealogi – over dele af denne gruppe, der rummer informationer om 60% af vores blomsterflor. Kort fortalt har det taget 18 år at dokumentere denne historie, der bygger på kortlægning af arvematerialet (DNA og aDNA) hos 9500 arter, hvoraf flere for længst er uddøde og kun findes i gamle herbarier eller som fossiler. Kortlægningen af fossilerne har været en forudsætning for at kortlægge denne historie, som allerede Darwin til dels forudsagde. Ud af de 9500 studerede plantearter er 500 for øvrigt truede.

Familietræet har gjort det muligt at dokumentere, hvornår blomsterplanterne udviklede sig. Helt konkret konkluderer forskerne, at gruppen udviklede sig for 140 mio. år siden og hurtigt udkonkurrererede de tidligere planter. Allerede kort efter eksisterede 80% af de blomsterarter, der findes i dag. Omkring 40 Mio. siden fik blomsterne dog et nyt skub på vejen. Dette var – mener forskerne – forårsaget af klimaforandringer.

Måske de samme, som ledsagede dinosauernes uddøen? Det sidste spørgsmål har forskere ved Leipzig udforsket. Efter deres opfattelse resulterede tabet af disse store græsædere i en 25 mio lang pause, hvor jordens beplantning blev tættere, hvorfor planter med store frugter erhvervede sig en udviklingshistorisk fordel. På illustraionen kan man se hvorledes palmetræet netop får et skub i Kænozoikum ( på tegningen: cenozoic period).

Forskerne ser publiceringen af den nye plantegenealogi som et første skridt på vejen til at arbejde mere i detaljer med hvad der egentlig befordrer biodiversitet, herunder mutationer, kromosomforandringer, konkurrence, tilpasningsstrategier osv.

Projektet er hjemmehørende i The Royal Botanical Gardens in Kew i London og planen er at udvide kortlægningen til at rumme viden om alle de 330.000 kendte arter af blomsterplanter, som findes på jordkloden. Selvom artiklen ikke peger herpå vil udviklingen af AI og kvantecomputere givetvis udgøre en forudsætning for behandlingen af de gigantiske data, dette projekt vil generere i gremtiden.

BILLEDE:

Billedet gengiver alle de 64 grupper, de 416 familier og 58% af de studerede arter (7.923). Faarverne viser intensiteten i den historiske udvikling af biodiversitet (diversifikationen). Blomsterillustrationer er hentet fra Curtis’s Botanical Magazine og tegnet af by S. Edwards, W. H. Fitch, W. J. Hooker, J. McNab and M. Smith mellem 1804 and 1916. Kilde: Phylogenomics and the rise of the angiosperms, Af Alexandre R. Zuntini, Tom Carruthers et al, Royal Botanic Gardens, Kew, Richmond, UK, Nature, 24.04.2024 – Open Access/Creative Commons Attribution 4.0 International License

KILDE:

Phylogenomics and the rise of the angiosperms
Af Alexandre R. Zuntini, Tom Carruthers et al,
Royal Botanic Gardens, Kew, Richmond, UK
Nature, 24.04.2024 – Open Access/Creative Commons Attribution 4.0 International License

ABSTRACT:

Angiosperms are the cornerstone of most terrestrial ecosystems and human livelihoods1,2. A robust understanding of angiosperm evolution is required to explain their rise to ecological dominance. So far, the angiosperm tree of life has been determined primarily by means of analyses of the plastid genome3,4. Many studies have drawn on this foundational work, such as classification and first insights into angiosperm diversification since their Mesozoic origins5,6,7. However, the limited and biased sampling of both taxa and genomes undermines confidence in the tree and its implications. Here, we build the tree of life for almost 8,000 (about 60%) angiosperm genera using a standardized set of 353 nuclear genes8. This 15-fold increase in genus-level sampling relative to comparable nuclear studies9 provides a critical test of earlier results and brings notable change to key groups, especially in rosids, while substantiating many previously predicted relationships. Scaling this tree to time using 200 fossils, we discovered that early angiosperm evolution was characterized by high gene tree conflict and explosive diversification, giving rise to more than 80% of extant angiosperm orders. Steady diversification ensued through the remaining Mesozoic Era until rates resurged in the Cenozoic Era, concurrent with decreasing global temperatures and tightly linked with gene tree conflict. Taken together, our extensive sampling combined with advanced phylogenomic methods shows the deep history and full complexity in the evolution of a megadiverse clade.

En engelsksproget formidling af forskningsresultaterne kan findes her: Tales across time from the Plant Tree of Life

LÆS OGSÅ

The megaherbivore gap after the non-avian dinosaur extinctions modified trait evolution and diversification of tropical palms
By Renske E. Onstein, W. Daniel Kissling and H. Peter Linder.
Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 2022; 289 (1972)