Die Variation der Genomgröße zwischen verschiedenen Pflanzenarten ist enorm, mit einer Variation von 2300-fach allein bei Blütenpflanzen. Während Variationen in der Größe des Pflanzengenoms gut dokumentiert sind, ist es fraglich, inwieweit diese Variationen auf selektiven Druck zurückzuführen sind und nicht einfach auf ein neutrales Driften der Genomgröße. Interessanterweise wird angenommen, dass die Größe von Pflanzengenomen mit der Größe von Pflanzenspaltöffnungen korreliert, die für den Gasaustausch in Pflanzengeweben unerlässlich sind. Der Fossilienbestand zeigt, dass Pflanzen des Devons und des Mesozoikums (vor ungefähr 420–360 bzw. 250–60 Millionen Jahren) große Stomata hatten, was darauf hindeutet, dass Pflanzen dieser Perioden auch große Genome hatten.

Es wird allgemein angenommen, dass große Spaltöffnungen beim Gasaustausch weniger effizient sind, und die meisten Perioden des Devons und des Mesozoikums hatten einen hohen atmosphärischen CO-Gehalt₂ Ebenen. Dies weist darauf hin, dass Pflanzen des Devons und des Mesozoikums sich möglicherweise nicht mit den zahlreichen kleinen Spaltöffnungen herumschlagen mussten, die CO maximieren₂ Aufnahme, da es sowieso sehr reichlich war. Es ist jedoch derzeit unmöglich zu wissen, ob historische Pflanzen, die in hohem CO gewachsen sind₂ Umgebung tatsächlich große Genome aufwies, und ob Klimaschwankungen ein Treiber für die Erzeugung der heutigen Vielfalt von Pflanzengenomgrößen gewesen sein könnten.

In ihrer jüngsten Veröffentlichung in Annals of Botany, Pavel Veselý und Kollegen schlagen einen Kompromiss vor. Sie untersuchen Stomata und Genomgröße in geophytischen Pflanzen (Pflanzen mit unterirdischen Speicherorganen) in Südafrika gefunden. Viele dieser Geophyten haben niederliegende Blätter, was bedeutet, dass ihre Blätter flach auf dem Boden liegen und ein feuchtes Mikroklima unter ihnen schaffen. Die Autoren stellen die Hypothese auf, dass dieses feuchte Mikroklima als Stellvertreter für frühere Bedingungen im Devon und Mesozoikum verwendet werden könnte, um die Auswirkungen zu untersuchen, die solche Bedingungen auf Stomata und Genomgröße gehabt haben könnten. Sie fanden Stomata in Pflanzen mit Prostatablättern größer als die in Pflanzen mit aufrechten Blättern, die in derselben Umgebung wachsen. Darüber hinaus korrelierte die Größe der Stomata bei diesen Pflanzen insgesamt positiv mit der Größe des Pflanzengenoms, aber dieser Trend war bei Pflanzen mit größeren Genomen schwächer.

Diese Daten stützen die Annahme, dass die Variation der Genomgröße tatsächlich durch Klimavariationen und die Notwendigkeit, Stomatagröße und -muster zu ändern, angetrieben werden kann. Die Autoren beobachten auch, dass beim Vergleich von Artenpaaren (dh einer niederliegenden Art mit einer verwandten aufrechten Art) die vergrößerte Stomagröße bei niederliegenden Arten nicht unbedingt mit der traditionellen Abnahme der Stomatadichte oder der Abnahme der Leitfähigkeit verbunden war. Dies deutet darauf hin, dass die Veränderungen in der Stomatagröße und -musterung möglicherweise nicht nur durch die Notwendigkeit getrieben werden, den Zugang zu CO zu verbessern_2, sondern auch durch die Notwendigkeit, den Gasaustausch als Reaktion auf andere Umweltfaktoren wie Feuchtigkeit zu optimieren. Die Autoren stellen fest, dass dies gut mit anderen experimentellen Daten übereinstimmt Arabidopsis, und weisen Sie darauf hin, dass im Devon und im Mesozoikum ein „Treibhaus“-Klima mit hoher Luftfeuchtigkeit herrschte. Dies stärkt das Argument, dass verschiedene Aspekte der Stomata-Evolution auf unterschiedliche Umweltbelastungen reagieren und dass diese möglicherweise auch eine treibende Kraft bei der Evolution der Pflanzengenomgröße waren und weiterhin sind.

Eine Zunahme der Genomgröße durch Duplikation des gesamten Genoms wurde oft als Hauptantriebskraft für eine erhöhte Entwicklungskomplexität während der Pflanzenevolution vorgeschlagen. Zu verstehen, wie diese Zunahmen zustande gekommen sein könnten, wird der Schlüssel zum Verständnis der Vielfalt der heute vorhandenen Pflanzen und ihrer umfangreichen Variationen in Form und Funktion sein.