Angiospermen – die Blütenpflanzen – sind phänomenal vielfältig und bilden ökologisch und strukturell die Grundlage für die meisten terrestrischen Ökosysteme. Die frühesten Angiospermen-Fossilien erscheinen in der Frühe Kreidezeit (~133-125 mya), die letzte große Gruppe von Landpflanzen, die auftauchte. In der mittleren Kreidezeit (~115-100 mya) hatte ein Ausbruch von Diversifizierung die meisten der heute erhaltenen Abstammungslinien hervorgebracht. Die Dominanz von Angiospermen in terrestrischen Biomen trat jedoch erst im Paläozän (66-56 mya) ein. Warum die große Verzögerung? Und verlief der Übergang in verschiedenen Umgebungen auf die gleiche Weise?
In einem kürzlich erschienenen Artikel von Naturökologie & Evolution, Hauptautor Santiago Ramírez-Barahona und Kollegen untersuchten diese Fragen mit a vollständige, datierte Phylogenie auf Familienebene das 16 Millionen weltumspannende Aufzeichnungen von geografischen Ereignissen integriert. Die Phylogenie untersuchte 1209 Taxa in allen 435 derzeit anerkannten Angiospermenfamilien, wobei 85 % der lebenden Angiospermen (248,606 Arten) von den Vorkommensaufzeichnungen erfasst wurden.
Die Bäume zeigten, dass die wichtigsten Angiospermen-Linien im späten Jura und in der frühen Kreidezeit schnell auseinandergingen. Es gab jedoch eine erhebliche Zeitverzögerung – die als „lange phylogenetische Sicherung“ bezeichnet wird – zwischen der ersten Divergenz der Angiospermen von ihrer Schwestergruppe (dem Stammknoten) und dem Beginn der ernsthaften Diversifizierung der Gruppe (dem Kronenknoten). Obwohl die Angiospermen in der mittleren Kreide sowohl vielfältig als auch auf Familienebene weit verbreitet waren, haben sie sich bis zum Paläozän nicht zu dem heutigen Artenreichtum entwickelt.
Obwohl sie von einer Familie zur nächsten unterschiedlich lang sind, sind lange phylogenetische Sicherungen ein konsistentes Merkmal bei den Angiospermen. Diese Sicherungslängen sind nicht zufällig, sondern bilden je nach Biom geografische Muster, wobei tropische Biome längere durchschnittliche Sicherungslängen erzeugen als gemäßigte und aride Biome, in denen die Diversität später, aber schneller entsteht. Darüber hinaus hatten Familien mit längeren Sicherungen tendenziell einen geringeren Artenreichtum. Die fünf größten Angiospermenfamilien (Orchidaceae, Asteraceae, Fabaceae, Poaceae und Rubiaceae) haben meist Sicherungen von weniger als 25 Millionen Jahren. „Wir schätzen, dass 20–39 % der nicht-monotypischen Familien (74–147 Familien) phylogenetische Sicherungen haben, die weniger als 25 Millionen Jahre umfassen, aber zusammengenommen repräsentieren diese Familien 53–75 % der gesamten bestehenden Vielfalt von Blütenpflanzen.“ schreiben die Autoren.
„Wir stellen die Hypothese auf, dass die zeitliche Entkopplung zwischen der Herkunft der Angiospermenfamilie und ihrer Kronendiversifizierung sowie ihre geografische Heterogenität teilweise durch den Erwerb morphologischer, reproduktiver und ökologischer Innovationen über Angiospermenfamilien hinweg getrieben wurde, was schließlich zu einer Zunahme der Diversifizierung während des Känozoikums führte. Die vorherrschenden langen familienphylogenetischen Sicherungen können der Zeit entsprechen, die für die Akkumulation von [wichtigen phänotypischen Merkmalen] erforderlich ist, und die bei vielen von ihnen mit der anschließenden Zunahme der Diversifizierung vorhandener Arten in Verbindung gebracht werden kann.“
Insgesamt stützen sowohl die geografischen als auch die phylogenetischen Beweise ein „außerhalb der Tropen“-Modell der Angiospermen-Diversifizierung, bei dem das angestammte Klima warm und feucht war, gefolgt von einer eventuellen Anpassung an gemäßigte und trockene Biome.
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