Die blühenden Pflanzen, bzw AngiospermenDie Bedecktsamer (Angiospermen) bilden die größte Pflanzengruppe mit über 300.000 lebenden Arten. Sie alle stammen von einem einzigen, jüngsten gemeinsamen Vorfahren (MRCA) ab, der vermutlich vor 225 bis 140 Millionen Jahren lebte. Sein genaues Alter ist jedoch noch immer unsicher. Leider besitzen wir kein Fossil des MRCA der lebenden Bedecktsamer, und selbst wenn wir eines hätten, könnten wir ihn ohne eine Reihe von Fossilien, die ihn mit lebenden Gruppen verbinden, möglicherweise nicht als solchen erkennen. Wir können jedoch auch lebende Arten nutzen, um die Merkmale der ersten Blütenpflanzen zu rekonstruieren. Dazu erstellen wir zunächst einen präzisen Stammbaum anhand der DNA-Sequenzen lebender Bedecktsamer. Anschließend ordnen wir deren Merkmalsausprägungen diesem Stammbaum zu, um die wahrscheinlichsten Merkmalsausprägungen des gemeinsamen Vorfahren der Bedecktsamer abzuleiten. Zu den Merkmalen, die sich auf diese Weise rekonstruieren lassen, gehören unter anderem die Morphologie, Anatomie, Physiologie und hielt sogar Ökologie der ersten Angiospermen. Der Stammbaum der Angiospermen (Abb. 1) erweist sich als sehr asymmetrisch: Seine ersten Verzweigungen führen auf der einen Seite zu Gruppen mit sehr wenigen Arten. Tatsächlich führt der wahrscheinlich basalste Zweig des Angiospermenbaums zu der einzigen lebenden Art Amborella trichopoda. Dieser Strauch, endemisch im Waldunterwuchs der tropischen Insel Neukaledonien, ist somit die wahrscheinliche Schwester aller etwa 300 000 anderen lebenden Angiospermen. Zusammen mit den Vertretern der nächsten beiden frühdivergierenden Bedecktsamer-Linien, Nymphäen (Seerosen und ihre nahen Verwandten) und Austrobaileyales, Amborella hat eine besondere Bedeutung für die Rekonstruktion von Charakterzuständen in frühen Angiospermen.
Zwei Artikel auf dem Cover der März-Ausgabe von AoB (Abb. 2) Daten verwenden von Amborella und andere früh divergierende Angiospermen, um zu versuchen, Merkmale des Angiospermen-MRCA zu rekonstruieren. In das erste dieser Papiere, von Fogliani et al., scheint die Schlussfolgerung klar. Die ersten Angiospermen scheinen Samen besessen zu haben, in denen a Ruhe Es war ein Mechanismus vorhanden, der sowohl auf morphologischen als auch auf physiologischen Komponenten beruhte. Dieser Mechanismus verzögerte die Keimung der Samen und optimierte dadurch deren Überlebenschancen. Diese Art der Keimruhe ist auch heute noch bei Amborella und in der Gattung Amborella anzutreffen. Trithurie aus der zweitältesten divergierenden Angiospermenordnung Nymphaeales.
Im zweiten Papier Zorn et al. Versuch, die Art des Brutsystems bei den ersten Angiospermen abzuleiten. Enthielten die Blüten früher Angiospermen sowohl männliche als auch weibliche Fortpflanzungsorgane, wie es bei den meisten heute lebenden Angiospermen der Fall ist, oder waren es diese Pflanzen? zweihäusigEin Zustand, in dem an jedem Individuum entweder nur männliche oder nur weibliche Blüten produziert werden? InteressanterweiseAmborella Es ist unter basalen Angiospermen eher ungewöhnlich, zweihäusig zu sein. Dieser Merkmalszustand führt zu einer uneindeutigen Situation, in der es derzeit unmöglich ist, zu schlussfolgern, ob der letzte gemeinsame Vorfahre aller lebenden Angiospermen zweihäusig war oder Blüten beider Geschlechter hervorbrachte. Anger et al. Sie schlagen eine Methode vor, mit der weitere Untersuchungen diese Frage beleuchten könnten. Diese Autoren zeigen, dass eine aus Samen gezogene Population von Amborella ein Verhältnis von Männchen zu Weibchen von 1:1 enthält und dass das Geschlecht der Individuen zwischen den Blütezeiten stabil ist. Sie schließen aus diesen Beobachtungen, dass die Diözese in Amborella muss durch ein Paar Geschlechtstrennung bestimmt werden Chromosomen. Wut et al. weiter vorschlagen Bioinformatik-basierten Methoden, die verwendet werden könnten, um den Ursprung der chromosomalen Geschlechtsbestimmung zu datieren Amborella. Dieses Ursprungsdatum sollte helfen, zukünftige Rekonstruktionen des Zuchtsystems der MRCA lebender Angiospermen zu verfeinern.
Derzeit Amborella ist die einzige früh abzweigende Angiosperme, deren Genom vollständig sequenziert wurde. Verbesserungen in DNA-Sequenzierung Technologie machen es wahrscheinlich, dass mehrere Genome von anderen früh divergierenden Angiospermen bald verfügbar sein werden. Darüber hinaus können wir erwarten, dass bald vollständige Genome einer größeren Anzahl von Gymnospermen (Nadelbäume und ihre Verbündeten) sequenziert werden. Gymnospermen Sie sind die nächsten lebenden Verwandten der Angiospermen und bilden einen wichtigen externen Bezugspunkt für Studien zur Entstehung der Angiospermen. All diese zusätzlichen molekularen Daten sollten dazu beitragen, die Merkmale früher Blütenpflanzen zu identifizieren. Sie könnten auch Licht auf die schwierigere Frage werfen, wie sich die ersten Blütenpflanzen aus einem derzeit unbekannten, aber vermutlich gymnospermenähnlichen Vorfahren entwickelten.
Charlie Scutt studierte Pflanzenwissenschaften an den Universitäten Reading und Durham, bevor er als Postdoktorand in Leeds und Lyon forschte. Derzeit ist er Forschungsdirektor des französischen CNRS mit Sitz in der Ecole Normale Supérieure de Lyon. Er beschäftigt sich hauptsächlich mit dem Ursprung und der frühen Evolution der Blütenpflanzen.
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