Mögliche Lösung für Charles Darwins "abscheuliches Rätsel"

12. Jänner 2018, 18:18
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Der enorme Erfolg der Blütenpflanzen könnte mit einem geschrumpften Genom und kleineren Zellen zu tun haben

San Francisco – Was Charles Darwin 1879 in einem Brief an den englischen Botaniker Joseph Hooker ein "abominable mystery", also ein "abscheuliches Rätsel" nannte, könnten nun US-amerikanische Wissenschafter zumindest teilweise gelöst haben. Darwin bezog sich mit seinem farbigen Ausdruck auf die allem Anschein nach ungewöhnlich plötzliche Entstehung der Blütenpflanzen und ihre rasante Diversifikation während der Kreidezeit.

Bis heute sind viele Fragen zum Ursprung der Angiospermen unbeantwortet, auch wenn man mittlerweile schon etwas weiter ist als die Kollegen zur Zeit Darwins. So etwa wird der große Erfolg der Blütenpflanzen mit ihrer außerordentlich effizienten Photosynthese in Zusammenhang gebracht.

Effiziente Blätter

Diese im Pflanzenreich beispiellose Entwicklung erlaubte es den Angiospermen, wesentlich schneller zu wachsen als Farne und Koniferen, die in den Hunderten Millionen Jahren davor die Ökosysteme dominiert hatten. Das Geheimnis dahinter liegt in den Blättern der Blütenpflanzen begründet, die Wasser und CO2 sehr schnell aufnehmen und weitertransportieren können.

Was aber hat die Grundlagen geschaffen, damit Blütenpflanzen diese Hochleistungsblätter hervorbringen konnten? Ein Team um Kevin Simonin und Adam Roddy von der San Francisco State University und der Yale University glaubt, eine Antwort darauf gefunden zu haben: Die Wissenschafter vermuten, dass die anatomischen Innovationen mit der Größe der Pflanzengenome in Verbindung stehen.

Die Forscher stellten bei der Untersuchung zahlreicher Fossilien fest, dass bei bestimmten Pflanzen vor 140 Millionen Jahren – zu der Zeit also, da sich die Blütenpflanzen auszubreiten begannen – die Zahl der Gene massiv zu schrumpfen begonnen hat. Kleinere Genome bedeuten auch kleinere Zellen, so die Forscher. Und kleinere Zellen ergeben eine höhere Zelldichte bei den verschiedenen Gewebesorten, was wiederum deren Leistungsfähigkeit steigern würde. Darüber hinaus würde der Wasser- und Nährstofftransport bei kleineren Zellen schneller ablaufen.

Noch immer viele Fragen offen

"Die Blütenpflanzen sind die wichtigste Pflanzengruppe der Erde – und nun wissen wir möglicherweise, woher dieser Erfolg kommt", meint Simonin. Obwohl die im Fachjournal "PLOS Biology" veröffentlichte Studie einen wichtigen Punkt in der Pflanzenevolution klären konnte, ergeben sich daraus einige neue Frage: Wie schafften es die Angiospermen im Unterschied zu anderen Pflanzen, ihr Genom so stark zu verkleinern? Und warum konnten sich konkurrierende Pflanzengruppen neben den Blütenpflanzen bis heute behaupten ohne auszusterben? (tberg, 12.1.2018)

  • Die ersten Blütenpflanzen sahen freilich anders aus als diese Tulpen. Warum diese Pflanzengruppe so schnell so erfolgreich war, hat schon Charles Darwin ins Grübeln gebracht.
    foto: apa/dpa/andreas arnold

    Die ersten Blütenpflanzen sahen freilich anders aus als diese Tulpen. Warum diese Pflanzengruppe so schnell so erfolgreich war, hat schon Charles Darwin ins Grübeln gebracht.

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