Viele afrikanische Gattungen der Amaranthaceae weisen einzigartige Blütenstände auf, die sterile Blüten enthalten, die zu Haken oder Stacheln modifiziert sind. In Anbetracht der Tatsache, dass die Häufigkeit großer terrestrischer Pflanzenfresser auf dem afrikanischen Kontinent mit der Ausweitung von Grasland- und Savannenökosystemen zunahm, könnten modifizierte sterile Blüten eine Innovation gewesen sein, die die Diversifizierung einer afrikanischen achyranthoiden Gruppe von Amaranthaceae vorangetrieben hat, wobei große Tiere der Verbreitung dienen.

Sterile Blume
Bild: Di Vincenzo et al. 2018

Di Vincenzo und Kollegen generierten eine umfangreich beprobte Phylogenie, die 26 der 31 achyranthoiden Gattungen sowie Vertreter aller anderen Amaranthaceae-Linien umfasste. Die phylogenetische Bauminferenz verwendete vier genomische Regionen unter Verwendung von Parsimony-, Likelihood- und Bayes'schen Inferenzmethoden. Sie schätzten Divergenzzeiten, bewerteten merkmalsabhängige Veränderungen und Artendiversifikationsraten unter Verwendung von zustandsabhängigen Artenbildungs- und Aussterbemodellen und rekonstruierten die Charakterzustände der Vorfahren für modifizierte sterile Blumen.

Die Autoren fanden heraus, dass die Achyranthoiden eine Hauptgruppe der Amaranthaceae waren, die hauptsächlich afrikanische Mitglieder umfasste. Phylogenetische Beziehungen innerhalb dieser Gruppe waren gut gelöst und unterstützten zwei Hauptunterklassen. Es wurde festgestellt, dass mehrere Gattungen polyphyletisch sind. Ihre Ergebnisse zeigen, dass die Achyranthoiden vor etwa 28 Millionen Jahren begannen, sich zu diversifizieren, und dass sich modifizierte sterile Blüten mehrfach entwickelten. Es wurde eine Asymmetrie der Übergangsraten in Richtung des Gewinns steriler Blüten beobachtet, während keine merkmalsabhängige Zunahme der Artendiversifikationsraten festgestellt wurde. Bayes'sche Ratenheterogenitätsanalysen zeigten, dass sich die Achyranthoiden ohne signifikante Ratenverschiebungen diversifizierten.

Die Akkumulation modifizierter steriler Blüten innerhalb von Achyranthoiden scheint auf die höheren Übergangsraten zugunsten modifizierter steriler Blüten zurückzuführen zu sein. Mehrere Gewinne deuten auf einen adaptiven Wert für dieses Merkmal hin. Epizoochorie scheint jedoch die Diversifizierung der Arten nicht voranzutreiben, möglicherweise aufgrund des umfangreichen Genflusses durch regelmäßig wandernde Säugetiere, was die Möglichkeit der Speziation durch Isolierung einschränkt.