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Dienstag, 12.12.2017
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Blütenpflanzen älter als gedacht

Neuer molekulargenetischer Stammbaum macht Angiospermen 75 Millionen Jahre älter

Die Blütenpflanzen könnten bis zu 75 Millionen Jahre älter sein als bisher angenommen, das enthüllt jetzt eine neue Analyse des Pflanzenstammbaums. Wie amerikanische Forscher in der Fachzeitschrift „Proceedings of the National Academy of Sciences” (PNAS) berichten, gibt es die Angiospermen vermutlich schon seit 215 Millionen Jahren und damit seit der Ära des Trias. Die auf molekulargenetischen Methoden beruhende Rekonstruktion weicht damit deutlich vom Fossilienstammbaum ab.
Seerosen gehören zu den sehr ursprünglichen Blütenpflanzen

Seerosen gehören zu den sehr ursprünglichen Blütenpflanzen

Blütenpflanzen sind aus unserer heutigen Welt nicht mehr wegzudenken, ohne sie gäbe es keine Laubbäume, kein Obst, keine Blumen. Doch ihre Entstehung liegt, gemessen an geologischen Zeiträumen noch nicht sehr lange zurück: Erst mit dem Zeitalter die Dinosaurier breiteten sie sich aus. Wann genau die Gruppe der Blütenpflanzen, botanisch Angiospermen oder Bedecktsamer genannt, entstand, das ist bisher nur grob bekannt. Eine amerikanische Forschergruppe hat deshalb erneut die Ursprünge der Blütenpflanzen rekonstruiert – allerdings mit erstaunlichen Ergebnissen.

Für ihre Studie nutzten die Wissenschaftler sowohl genetische Vergleiche zwischen den lebenden Pflanzen als auch Eigenschaften von fossilen Arten, um den jeweiligen Abspaltungen und Entstehungen der großen Gruppen des Pflanzenreichs auf die Spur zu kommen. Insgesamt 150 terrestrische Pflanzenarten erfassten sie auf diese Weise. Für die meisten Pflanzengruppen erhielten sie zeitliche Daten zum Ursprung, die gut mit den bisherigen Schätzungen übereinstimmten.

Bis zu 75 Millionen Jahre älter


„Viele der Daten korrespondieren richtig gut mit den bekannten Fossilfunden, zumindest für den Ursprung der Landpflanzen, der Gefäßpflanzen und der Samenpflanzen“, erklärt Michael Donoghue von der Yale Universität. „Aber für die Entstehung der Angiospermen bekommen wir ein sehr viel älteres Datum – eines, dass richtig aus der Reihe tanzt gegenüber den Fossilien.“ Denn während der auf der Basis von Fossilien rekonstruierte Stammbaum von einer Entwicklung der Blütenpflanzen vor 140 bis 190 Millionen Jahren ausgeht, ergaben die auf den genetischen Analysen beruhenden neuen Daten ein Alter von 215 Millionen Jahren – immerhin 25 bis 75 Millionen Jahre älter.


„Wenn man sich nur die Fossilienfunde anschaut, würde man sagen, dass die Blütenpflanzen in der frühen Kreidezeit oder dem späten Jura entstanden sind“, so Donoghue. „Viele molekularen Stammbaumuntersuchungen haben schon angedeutet, dass sie älter sein könnten, doch erst jetzt haben wir festgestellt, dass sie sogar schon aus dem Trias stammen. Ein solches Ergebnis hat bisher noch niemand gehabt.“

Normale Fundlücke oder falsche Datierung?


Wie aber kann diese Diskrepanz erklärt werden? Eine Erklärung ist, so die Forscher, dass die ersten Blütenpflanzen noch nicht zahlreich und vielfältig genug waren, um als Fossilien erhalten und gefunden zu werden. „Wir würden erwarten, dass es eine Zeitlücke gibt zwischen der Zeit der Entstehung und der Zeit, in der sie zahlreich genug waren um als Fossilien konserviert zu werden. Die Frage ist nur, wie lange diese Lücke dauerte“, erklärt Stephen Smith vom National Evolutionary Synthesis Center.

Eine andere Möglichkeit ist allerdings auch, dass die molekulare Methode einfach falsch liegt. Auch das ist nicht auszuschließen, wie die Wissenschaftler einräumen. „wenn die Blütenpflanzen vor 215 Millionen Jahren entstanden, warum finden wir fast 80 Millionen Jahre lang nichts in den Fossilien? Das könnte auch darauf hindeuten, dass unsere Daten falsch sind“, so Jeremy Beaulieu von der Xale Universität.

Neue Methode geht von variablen Evolutionsraten aus


Die Wissenschaftler hatten für ihre Studie eine Methode genutzt, die für molekulargenetische Stammbaumanalysen neu war: Anstatt von einer konstanten Rate der evolutionären Veränderung auszugehen, berücksichtigten sie variable Entwicklungsraten zwischen den verschiedenen Zweigen des Stammbaums. Denn größere Sprünge in der Entwicklung sind, so die Forscher, nur mit beschleunigten genetischen Veränderungen zu erklären. „Die Raten der molekularen Entwicklung bei den Pflanzen scheinen mit Änderungen in der Lebensgeschichte korreliert zu sein“, erklärt Donoghue. „Unsere neue Methode kann einige der größeren Ratenveränderungen berücksichtigen.”

Abweichungen zwischen fossilen und molekulargenetischen Stammbäumen sind allerdings nichts Neues. „Wenn neue molekulare Methoden entwickelt werden, hätten es die Leute gerne, wenn die molekulargenetischen Daten dann auch besser mit dem Fossilienstammbaum übereinstimmen. Dann wäre jeder glücklich“, so der Forscher weiter. „Aber stattdessen wird die Diskrepanz immer größer. Abe genau das könnte letztendlich spannend sein.“

Ausbreitung einiger Insektengruppen besser erklärbar


Wenn sich die neue Datierung bestätigt, könnte dies die Theorie stützen, dass das Aufkommen der Angiospermen auch die Ausbreitung bestimmter Insektengruppen förderte. So sind beispielsweise Bienen oder Wespen vom Nektar und Pollen der Blütenpflanzen abhängig. „Den Fossilien nach entwickelten sich viele dieser Insektengruppen bevor die Blütenpflanzen auftauchten“, so Stephen Smith vom National Evolutionary Synthesis Center. „Wenn man unsere Daten nimmt und sie auf den Stammbaum dieser Insektengruppen legt, dass erhält man plötzlich eine Übereinstimmung.“ Denn die neuen Daten versetzen den Ursprung der Blütenpflanzen um das entscheidende Stück zurück in die Vergangenheit, genau an die Wurzel von Gruppen wie den Bienen oder Fliegen.
(National Evolutionary Synthesis Center (NESCent), 18.03.2010 - NP)
 
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