Eine Zeitspanne von schnelle Diversifikation trat unter Pflanzen während des Silur-Devon-Intervalls nach der Entwicklung der Tracheophyten auf. Phylogenien mit Pflanzen aus dieser Zeit basieren auf anatomischen, morphologischen und reproduktiven Merkmalen, die aus fossilen Überresten gewonnen wurden. Die relativen Beiträge dieser drei Datentypen zur Erstellung gut aufgelöster Evolutionsbäume alter Arten wurden jedoch nur wenig analysiert. Während Fortpflanzungsmerkmale traditionell als eher evolutionär konservativ angesehen werden, ist nicht bekannt, ob dies für frühe Gefäßpflanzen der Fall ist.

In einem kürzlich in der Amerikanische Zeitschrift der Botanik, haben sich die Autoren Karl Niklas und William Crepet auf den Weg gemacht Bewerten Sie die Fähigkeit dieser drei Datentypen, einzeln und paarweise, um eine gut aufgelöste Phylogenie zu reproduzieren, die unter Verwendung aller drei zusammen erstellt wurde. Die Forscher verwendeten 37 gut erhaltene fossile Pflanzen aus dem Paläozoikum, die mit einem Satz von 54 Zeichen bewertet wurden, darunter 18 reproduktive, 14 anatomische und 22 morphologische Merkmale. Anschließend verglichen sie die Topologie des 54-Zeichen-Baums mit Topologien, die nur unter Verwendung reproduktiver, anatomischer oder morphologischer Merkmale sowie der drei möglichen Paarkombinationen erstellt wurden.

Die Autoren stellten fest, dass die alleinige Verwendung von entweder reproduktiven oder anatomischen Merkmalen einen fast vollständig ungelösten Baum erzeugte, während morphologische Merkmale eine teilweise Replikation des vollständigen Baums erzeugten. Von den paarweisen Vergleichen wurde die beste Auflösung durch anatomische und morphologische Merkmale zusammen erzielt. Die Autoren konnten feststellen, dass die schlechte Auflösung der reproduktiven Zeichen nicht auf die geringere Anzahl dieser Zeichentypen in der Analyse zurückzuführen war.

Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass reproduktive und anatomische Veränderungen während dieser Periode der Tracheophytenevolution eine weniger bedeutende Rolle spielten als morphologische. „Lange bevor die Samenpflanze am Ende des Devon zum ersten Mal auftauchte, zeigen unsere Analysen, dass nur sehr wenige Charakterzustände zwischen den reproduktiven oder anatomischen Merkmalen der vaskulären Landpflanzen unterscheiden“, schreiben die Autoren.

„Traditionell wird angenommen, dass Fortpflanzungsmerkmale im Vergleich zu vegetativen Merkmalen evolutionär konservativ sind – wenn Sie mit der Fortpflanzung spielen, kommen Sie entweder auf etwas völlig Neues oder Sie sterben. Aber das Ausmaß, in dem die fossilen Pflanzen in unserer Analyse extrem reproduktionskonservativ waren, war überraschend“, sagt Niklas.

Die Autoren beschreiben dieses Ergebnis als natürliche Selektion, die den Phänotyp „sieht“, was bedeutet, wie Niklas es ausdrückt, „dass die natürliche Selektion auf die Merkmale eines Organismus einwirkt und nicht darauf, wie diese Merkmale erreicht werden. Die Morphologie einer Pflanze ist die physische Manifestation ihrer Entwicklung, und es kann viele Entwicklungswege geben, um zur gleichen Morphologie zu gelangen, aber mit unterschiedlichen anatomischen Konfigurationen.“