Blühende Pflanzen erobern die Welt

Neun von zehn Pflanzen auf dem Planeten tragen Blüten. Dies war in der Urgeschichte der Erde anders. Wie blühende Pflanzen die Erde erobert haben, glauben nun Wissenschaftler der Universität Yale herausgefunden zu haben.

Von unserer Korrespondentin Elke Bunge

Vor Hunderten Millionen Jahren war die Erde im Wesentlichen von Farnen und Koniferen bedeckt. Erst zur Zeit des Jura machte sich die neue Spezies der Angiospermen – der Bedecktsamer oder auch Blütenpflanzen – auf dem Planeten breit und eroberte ihn in relativ kurzer Zeit. Heute sind 90 Prozent der Flora Blütenpflanzen in schier unglaublicher Vielfalt. Charles Darwin, der von der Fülle dieser Pflanzen überrascht war, nannte ihre Ausbreitung ein „widerwärtiges Mysterium“, er sah seine Evolutionstheorie gefährdet.

Wissenschaftler der Yale-Universität glauben nun, das Geheimnis um die rasche und universelle Ausbreitung der Bedecktsamer gelüftet zu haben. „Das Geheimnis liegt in der Größe der Zellen“, erklärt der Biologe Kevin Simonin von der San Francisco State University in Kalifornien (USA). Je kleiner die Zellen, desto schneller der Reproduktionszyklus.

Genomgröße entscheidend

„Wir haben herausgefunden, dass es die Genomgröße ist, die für die rasche Ausbreitung der Blütenpflanzen verantwortlich war“, erklärt Ko-Autor Adam Roddy von der Yale-Universität die Untersuchungen der Gruppe. Die Wissenschaftler hatten Hunderte von Datensätzen ausgewertet, die sie in den britischen Royal Botanic Gardens in Kew sammelten. Sie verglichen die Zellen von Bedecktsamern mit solchen von Farnen und Koniferen. Im Ergebnis stellte sich heraus, dass Blütengewächse über kleinere Genome – die Gesamtheit des Erbguts – verfügten als die Nadelbäume und Farne.

Das Forscherteam stellte fest, dass die Blütenpflanzen im Laufe der Entwicklung ihre Erbinformation auf immer geringeren Raum untergebracht haben. Dies erlaubte ihnen, kleinere, dafür jedoch zahlreichere Zellen auszubilden. Die Wissenschaftler stellten fest, dass Bedecktsamer Genome in der Größe von nur 31 bis 54 Prozent derjenigen von Koniferen und Farnen ausbilden.

Blütenpflanzen sind effizienter

Als Folge dieser Entwicklung zeigte sich, dass die Blütenpflanzen mehr Adern und Poren in ihren Blättern ausbilden konnten und somit in der Lage waren, die Kohlendioxidaufnahme bei der Fotosynthese effizienter zu gestalten. Auch konnte eine Wasser- und Mineralaufnahme wirksamer gestaltet werden als bei den „Urpflanzen“. Mit dieser Effizienz erreichten die Pflanzen einen schnelleren Reproduktionszyklus und konnten somit für eine rasche Verbreitung auf dem Planeten sorgen. Vor allem in der Kreidezeit konnten sich die Bedecktsamer weltweit durchsetzen, so die Ergebnisse des Forscherteams. „Wir glauben, dass wir mit dem Vermögen der Angiospermen, ihr Genom im Laufe der Zeit zu verkleinern, den Schlüssel dafür gefunden haben, warum sich diese Pflanzen in solch hoher Zahl und Vielfalt auf der Erde verbreiten konnten“, so Simonin.

Elke Bunge (Foto: Cafe Europe)

Die Autorin

Elke Bunge promovierte in Berlin auf dem Gebiet der Nano- und Wafertechnologie. Sie arbeitete unter anderem in der Forschungsleitung einer Tochter der französischen TOTAL. Seit 2000 verschrieb sie sich der Öffentlichkeitsarbeit im Bereich Wissenschaft und Forschung für Forschungseinrichtungen sowie in der freien Wirtschaft. Seit 2008 publiziert sie im Wissenschafts-, Technik- und Umweltjournalismus.