Der Vorfahre der Magnolie. Und Eichen, Gras, Tomaten, Narzissen und vieles mehr. Hervé Sauquet & Jürg Schönenberger 

Obwohl die meisten Pflanzenarten auf der Erde Blüten haben, ist der evolutionäre Ursprung der Blüten selbst geheimnisumwittert. Blumen sind die Geschlechtsorgane von heute lebenden 360,000-Pflanzenarten, die alle von einem einzigen gemeinsamen Vorfahren in der fernen Vergangenheit stammen. Diese angestammte Pflanze, die vor einigen Jahren zwischen 250m und 140m lebte, produzierte die ersten Blüten zu einer Zeit, als der Planet wärmer und reicher an Sauerstoff und Treibhausgasen war als heute. Eine Zeit, in der Dinosaurier Urlandschaften durchstreiften.

Aber trotz der Tatsache, dass Dinosaurier 65m vor Jahren ausgestorben sind, haben wir eine bessere Vorstellung davon wie ein Iguanodon aussah als wie die Ahnenblume gebaut wurde.

Dies liegt zum Teil daran, dass diese ersten Blumen keine Spuren hinterlassen haben. Blumen sind zerbrechliche Strukturen, die nur in den glücklichsten Fällen in Fossilien umgewandelt werden können. Und da seit 140m oder mehr Jahren kein Fossil mehr gefunden wurde, hatten Wissenschaftler nur ein begrenztes Gespür dafür, wie der ultimative Vorfahre ausgesehen hätte. Bis jetzt.

Eine große neue Studie von einem internationalen Team von Botanikern hat die bisher beste Rekonstruktion dieser angestammten Blume erreicht. Die Forschung, veröffentlicht in Nature Communications veröffentlicht , stützt sich nicht so sehr auf Fossilien als auf die Eigenschaften von 800 seiner lebenden Nachkommen.

Durch Vergleich der Ähnlichkeiten und Unterschiede zwischen verwandten Blütenpflanzen ist es möglich, die Eigenschaften ihrer jüngsten Vorfahren abzuleiten. Zum Beispiel, weil alle Orchideenarten Blüten haben, bei denen die eine Hälfte das Spiegelbild der anderen ist (bilaterale Symmetrie), können wir annehmen, dass ihr Vorfahre bilaterale Blüten hatte. Indem wir diese jüngsten Vorfahren miteinander vergleichen, ist es möglich, einen Schritt zurück in die Vergangenheit zu gehen und so weiter, bis wir schließlich die Basis des Stammbaums der blühenden Pflanzen erreichen.

Wie sah es aus?

In mancher Hinsicht ähnelt die ursprüngliche Blume einer modernen Magnolie: Sie hat mehrere, undifferenzierte "Blütenblätter" (technisch gesehen) Tepalen), in konzentrischen Ringen angeordnet. In seinem Zentrum befinden sich mehrere Reihen von Geschlechtsorganen einschließlich Pollen erzeugender Staubfäden und Ovula tragende Eierstöcke. Es ist schwer der Versuchung zu widerstehen, sich alte Bestäuber vorzustellen, die in dieser Blume kriechen, Pollenkörner sammeln und unwissentlich der Pflanze helfen, Samen zu produzieren.

Ein kontroverses Sexualleben

Die neue Studie hilft, die Kontroverse darüber zu klären, ob Frühblüten getrennte Geschlechter hatten oder ob männliche und weibliche Fortpflanzungsorgane in derselben Blüte kombiniert waren. Frühere Beweise wiesen auf unterschiedliche Antworten hin. Auf der einen Seite eine der frühesten divergierenden Linien der Blütenpflanzen, die heute nur noch von einem seltenen Strauch aus der pazifischen Insel Neukaledonien vertreten werden Amborellahat Blumen, die sind entweder männlich oder weiblich. Auf der anderen Seite kombinieren die meisten modernen Arten beide Geschlechter in der gleichen Blüte.

Alle lebenden Blumen stammen letztlich von einem einzigen Vorfahren, der vor etwa 140m lebte. Hervé Sauquet & Jürg Schönenberger

Die Autoren der Studie klären die Frage und zeigen, dass die Ahnenblume ein Hermaphrodit war. Dies bedeutet, dass früh blühende Pflanzen sich sowohl als Männchen als auch als Weibchen vermehren können. Kombinierte Geschlechter können vorteilhaft sein, wenn neue Umgebungen besiedelt werden, da ein einzelnes Individuum sein eigener Partner sein kann, und tatsächlich neigen viele Pflanzenarten, die entfernte ozeanische Inseln besiedeln, dazu, Zwitter zu sein. Vielleicht half die Kombination der Geschlechter den frühblühenden Pflanzen, ihre Rivalen zu überflügeln.

Der Teufel steckt im Detail

Trotz der offensichtlichen Ähnlichkeit mit einigen modernen Blumen hat ihr letzter Vorfahre ein paar Überraschungen auf Lager. Zum Beispiel, Botaniker haben lange gedacht, dass frühe Blumen florale Teile hatten in einer Spirale angeordnet um das Zentrum der Blüte herum, wie man es an modernen Arten wie der Sternanis.

Die neue Rekonstruktion deutet jedoch stark darauf hin, dass die frühen Blüten ihre Organe nicht wie in den meisten modernen Pflanzen in einer Spirale, sondern in konzentrischen Kreisen oder "Wirbeln" angeordnet hatten. Die frühe Blume hatte mehr Windungen, aber die Vermutung, dass Blumen mit der Zeit einfacher geworden sind. Paradoxerweise könnte diese einfachere Architektur modernen Pflanzen eine stabilere Basis gegeben haben, auf der sie sich weiterentwickeln und komplexere Aufgaben wie die ausgeklügelte Interaktion mit bestimmten Insekten wie bei Orchideen oder die Produktion von "Blumenköpfen" aus Dutzenden oder Hunderten von einfacheren Blüten erfüllen kann wie in der Sonnenblumenfamilie.

Obwohl wir jetzt eine gute Vorstellung davon haben, wie eine der frühesten Blumen ausgesehen haben mag, wissen wir noch wenig darüber, wie diese Blume entstanden ist. Die detaillierten Schritte zu seiner Entwicklung sind unbekannt. Vielleicht müssen wir auf die Entdeckung neuer fossiler Blüten warten, die die Lücke um 250m-140m vor Jahren durchziehen, bevor wir den Ursprung der vielfältigsten sexuellen Struktur auf dem Planeten verstehen können.

Über den Autor

Mario Vallejo-Marin, außerordentlicher Professor für Evolutionsbiologie, University of Stirling

Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht am Das Gespräch.. Lies das Original Artikel.

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