Die Nachtschattengewächse (Solanaceae) bilden eine vielfältige Gruppe von etwa 2,700 lebenden Arten, die ursprünglich aus Südamerika stammen und heute auf allen Kontinenten außer der Antarktis wachsen. Zu dieser Familie gehören Obstpflanzen wie Tomaten, Auberginen und Paprika sowie Tabak und Petunien. Doch wann haben sich all diese verschiedenen Arten entwickelt?
„Der Zeitpunkt der Radiation der Nachtschattengewächse (Solanaceae) ist in der Fachliteratur umstritten“, schreiben González-Ramírez und Kollegen in ihrer neuen Studie. Krepppapier, veröffentlicht als Teil einer Sonderausgabe zum Thema "Die Rolle von Fossilien bei der Rekonstruktion der Pflanzenentwicklung"Im Annals of Botany.
González-Ramírez und seine Kollegen machten sich also daran, diese Kontroverse mithilfe von Fossilien und neuen Erkenntnissen zu klären. Ihr überraschendes Ergebnis: Die Vielfalt der Solanaceae lässt sich bis vor etwa 98 Millionen Jahren zurückverfolgen – dreimal so alt wie bisher angenommen.
„Wir haben hier festgestellt, dass viele verschiedene Gruppen der Solanaceae, die man einst für rezente Radiationen hielt, stattdessen viel älter sind, einige mit Wurzeln in der Kreidezeit“, schreiben González-Ramírez und Kollegen.
Um zu diesem Schluss zu gelangen, nutzten die Forscher Daten von 134 lebenden und 14 fossilen Solanaceae-Arten. Sie untersuchten 17 diskrete und acht kontinuierliche morphologische Merkmale dieser Arten sowie DNA-Informationen, um ein Stammbaum Das könnte das Auftreten von Unterfamilien und Gattungen der Solanaceae datieren.
„Unsere modellbasierten und auf Gesamtbeweisen beruhenden Ergebnisse liefern starke Belege für die frühe Diversifizierung der Familie, die in der mittleren bis späten Kreidezeit begann und zur Entstehung aller wichtigen Abstammungslinien führte, von Petunien über Tabak bis hin zu Paprika und Tomatillos“, schreiben sie.
Um eine ausreichende Grundlage für die Datierung der Solanaceae-Artbildung zu schaffen, umfasste die Studie 97 der 101 Gattungen dieser Familie. Von den untersuchten Fossilien repräsentierten elf verschiedene Arten: vier Fruchtmakrofossilien aus der Beeren-Klade und zehn Samenfossilien. Zu den erfassten morphologischen Merkmalen zählten Kelch-, Blattader-, Samen-, Frucht- und Embryomerkmale. Diese Merkmale wurden durch Informationen zu nukleären und plastidären DNA-Markern ergänzt. Anschließend wurden phylogenetische und molekulare Uhrmodelle auf den Datensatz angewendet, um wahrscheinliche Stammbäume und Zeiträume für die Diversifizierung der Solanaceae zu generieren.
„Diese Merkmale wurden aufgrund ihrer Variabilität innerhalb der Fossilien, ihrer Fähigkeit, zwischen rezenten Taxa zu unterscheiden, und ihrer Nützlichkeit bei früheren Klassifizierungen auf Familienebene ausgewählt“, schreiben González-Ramírez und Kollegen.
Die Forscher fanden heraus, dass sich die Familie der Nachtschattengewächse (Solanaceae) in der späten Kreidezeit vor etwa 70 Millionen Jahren in mehrere Unterfamilien aufspaltete, darunter die Goetzeoideae, Cestroideae, Nicotianoideae und Solanoideae. Vor etwa 50 Millionen Jahren, im Eozän, diversifizierte sich dann die Unterfamilie Nicotianoideae, und kurz darauf… Solanum Gattung entstand.
Interessanterweise begannen sich die Linien der Tomatillos und Chilischoten jedoch schon vorher zu diversifizieren. Solanum“ Die Daten stammen aus der Zeit vor etwa 67 bzw. 57 Millionen Jahren und stimmen mit Fossilienfunden aus dem frühen Eozän überein. Zudem konnten die Forscher den gemeinsamen Vorfahren von Chilischoten und Tomaten auf etwa 72 Millionen Jahre datieren. Der gemeinsame Vorfahre der Beerengewächse (Solanoideae) und der Tabakpflanzen (Nicotianoideae) wurde von 25 Millionen Jahren auf 80 Millionen Jahre zurückdatiert.
Tomatillo und Chili begannen sich vor dem Solanum Gattung, vor etwa 67 bzw. 57 Millionen Jahren. Links: Großblütige Tomatillos (Physalis Philadelphia) durch raul_larsen wächst in Sarmiento, Chubut, Argentinien. CC BY-NC 4.0Rechts: Vogelpfeffer (Capsicum annuum var. Glabriusculum) durch soflo Wächst in Florida, USA. CC BY-NC 4.0
Die Forscher führen die neuen Diversifizierungsschätzungen auf die Fülle an Fossilienfunden zurück, die in die Studie einbezogen wurden, sowie auf einen vollständig Bayes'schen Modellierungsansatz. Jüngste Studien zur Angiospermen-Evolution waren ebenfalls hilfreich, um die Modelle einzugrenzen.
Nachdem diese älteren Datierungen nun festgestellt wurden, ergeben sich wichtige Implikationen für die Biogeographie der Familie der Nachtschattengewächse (Solanaceae).
„Tiefere Schätzungen des Alters der Solanaceae haben erhebliche Auswirkungen auf die Diversifizierung der Familie im Laufe der Zeit und im Raum“, schreiben sie.
Dies liegt daran, dass diese älteren Datierungen unser Verständnis der biogeografischen Geschichte der Solanaceae-Familie verändern. Die Diversifizierung der Solanaceae fällt in eine Zeit, in der sich die südlichen Anden gerade erst zu heben begannen, der nordwestliche Rand Südamerikas größtenteils unter Wasser lag und Südamerika nicht nur nahe an Afrika, sondern über die Antarktis auch mit Australien verbunden war.
Diese frühe geografische Verbreitung in Verbindung mit einer raschen Diversifizierung könnte laut González-Ramírez und Kollegen „die große geografische Reichweite der wichtigsten Solanaceae-Linien erklären, wobei viele Linien zwischen Südamerika und Australasien aufgeteilt sind“. Folglich vermuten sie, dass die Geografie in der Geschichte der Solanaceae-Diversität eine größere Rolle gespielt haben könnte als bisher angenommen.
Die Vielfalt der Nachtschattengewächse ist also viel älter als bisher angenommen und reicht bis in eine Zeit zurück, als die Kontinente noch verbunden waren und Dinosaurier die Erde bevölkerten. Die Geschichte steckt in jeder Tomate, Paprika und Aubergine, die Sie essen.
DER ARTIKEL::
González-Ramírez, I., Deanna, R. und Smith, S.(2026) Ursprung der wichtigsten Nachtschatten-Linien in der späten Kreidezeit aus einer Total-Evidence-Zeitbaumanalyse. Annals of Botany, 137(6), S. 2025–2040. Verfügbar unter: https://doi.org/10.1093/aob/mcag011.
WEITERLESEN:
Baldaszti, L., Gagnon, E.Moonlight, P., Lehmann, C. und Särkinen, T.(2026) Keine Belege für die Hypothese der Nischenbreite-Verbreitungsgröße bei großen Pflanzengattungen. Annals of Botany. Verfügbar unter: https://doi.org/10.1093/aob/mcag006.
Titelbild: Tollkirsche (Atropa bella-donna) durch Sébastien SANT CC BY-NC 4.0
