News: Ende einer Sackgasse
Farnpflanzen gelten als Relikte, die ihre große Zeit im Erdaltertum hatten und in der Kreidezeit ihren Niedergang erlebten. Völlig falsch, sagen jetzt Wissenschaftler: Gerade die Konkurrenz der Samenpflanzen führte nicht in eine evolutionäre Sackgasse, sondern ermöglichte im Gegenteil den früheren Pionieren des Festlandes eine späte Blüte.
© Eric Schuettpelz (Ausschnitt)
Ihre Zeit war abgelaufen. Junge, aufstrebende Emporkömmlinge machten ihnen den angestammten Platz an der Sonne streitig. Nur noch wenige Rückzugsnischen blieben, wo die wenigen Überlebenden bis heute ihr Dasein fristen.
So ähnlich stellen sich Paläontologen die dramatischen Ereignisse vor, als zum Beginn der Kreidezeit vor 140 Millionen Jahren die ersten Blütenpflanzen oder Angiospermen auftraten, um das Landschaftsbild völlig umzugestalten. Bis zum Ende der Periode vor 65 Millionen Jahre sollten sie sich schließlich durchsetzen und ihre heutige Artenzahl von 250 000 bis 300 000 Spezies erreichen. Leidtragende dieser Blüte der Blütenpflanzen waren zunächst ihre nächsten Verwandten unter den Samenpflanzen, die Nacktsamer oder Gymnospermen, die bereits seit dem Erdaltertum wuchsen und gediehen, sich durch die neuen Konkurrenten aber etwas zurückziehen mussten.
Wesentlich härter traf es jedoch – so die gängige Lehrmeinung – die alten Pioniere der Eroberung des Festlandes. Nachdem zunächst ein paar Moose die ersten Schritte an Land gewagt hatten – dabei jedoch noch auf der Erde krochen –, strebten erst die Pteridophyten aufwärts, also die Farnpflanzen und ihre Verwandten. Sie erschienen an der Wende vom Silur zum Devon vor etwa 400 Millionen Jahren, um im Karbon riesige Wälder zu bilden, deren Überreste wir heute als Steinkohle zu verfeuern pflegen. Heute gibt es noch etwa 10 000 Arten, die ein eher unscheinbares Leben im Schatten der Samenpflanzen führen.
Harald Schneider hatte jedoch Zweifel an diesem herkömmlichen Bild des Niedergangs der Farnpflanzen. Zusammen mit Kollegen aus den USA und Mexiko nahm sich der Botaniker von der Universität Göttingen, der zurzeit an der Duke University forscht, die Evolution der Farne noch einmal gründlich vor. Die Forscher analysierten die DNA sowohl heutiger Farne und Blütenpflanzen als auch von fossilen Arten. Damit konnten sie die verwandtschaftlichen Verhältnisse entschlüsseln und Stammbäume der beiden Gruppen aufstellen.
Die Stammbäume an sich waren wenig spektakulär. Sie bestätigten die Verwandtschaften zwischen den einzelnen Arten, wie sie Botanikern seit langem vertraut sind. Die Datierung dieser Stammbäume, die mit Fossilien möglich war, wird jedoch so manchen Paläobotaniker wenig erfreuen, stellen sie doch das bisherige Weltbild auf den Kopf.
Denn wenn die Analysen von Schneider und Co richtig sind, dann entstanden mehr als 80 Prozent der heutigen Farnarten nicht im Devon oder Karbon, sondern in der Kreidezeit – sie sind also keine "lebenden Fossilien" längst vergangener Epochen. Vielmehr muss sich die Artenzahl der Farne just dann explosionsartig vermehrt haben, als die Blütenpflanzen ihre Herrschaft antraten. Wie kann das sein?
Die Forscher vermuten, dass eine neue Erfindung der Farne ihre späte Karriere ermöglichte. Damals könnte ein erst kürzlich in einer Farnspezies entdeckter ungewöhnlicher Photorezeptor aufgetaucht sein, der den Pflanzen ermöglichte, Licht geringer Intensität zur Photosynthese zu nutzen. "Die Wälder der Angiospermen sind ökologisch und strukturell komplexer als die eher einheitlichen Wälder, die von Nadelbäumen und Palmfarnen beherrscht wurden", erklärt Kathleen Pryer aus der Arbeitsgruppe. "Farne könnten in der Lage gewesen sein, diese zunehmende Komplexität mit dem neuen, vielseitigeren Photorezeptor zu nutzen."
Damit hätte die Geschichte der Farne nicht in einer Sackgasse ihr Ende gefunden. Im Gegenteil: Angetrieben durch die Konkurrenz der Blütenpflanzen gelangten sie in deren Schatten zu neuer Blüte.
So ähnlich stellen sich Paläontologen die dramatischen Ereignisse vor, als zum Beginn der Kreidezeit vor 140 Millionen Jahren die ersten Blütenpflanzen oder Angiospermen auftraten, um das Landschaftsbild völlig umzugestalten. Bis zum Ende der Periode vor 65 Millionen Jahre sollten sie sich schließlich durchsetzen und ihre heutige Artenzahl von 250 000 bis 300 000 Spezies erreichen. Leidtragende dieser Blüte der Blütenpflanzen waren zunächst ihre nächsten Verwandten unter den Samenpflanzen, die Nacktsamer oder Gymnospermen, die bereits seit dem Erdaltertum wuchsen und gediehen, sich durch die neuen Konkurrenten aber etwas zurückziehen mussten.
Wesentlich härter traf es jedoch – so die gängige Lehrmeinung – die alten Pioniere der Eroberung des Festlandes. Nachdem zunächst ein paar Moose die ersten Schritte an Land gewagt hatten – dabei jedoch noch auf der Erde krochen –, strebten erst die Pteridophyten aufwärts, also die Farnpflanzen und ihre Verwandten. Sie erschienen an der Wende vom Silur zum Devon vor etwa 400 Millionen Jahren, um im Karbon riesige Wälder zu bilden, deren Überreste wir heute als Steinkohle zu verfeuern pflegen. Heute gibt es noch etwa 10 000 Arten, die ein eher unscheinbares Leben im Schatten der Samenpflanzen führen.
Harald Schneider hatte jedoch Zweifel an diesem herkömmlichen Bild des Niedergangs der Farnpflanzen. Zusammen mit Kollegen aus den USA und Mexiko nahm sich der Botaniker von der Universität Göttingen, der zurzeit an der Duke University forscht, die Evolution der Farne noch einmal gründlich vor. Die Forscher analysierten die DNA sowohl heutiger Farne und Blütenpflanzen als auch von fossilen Arten. Damit konnten sie die verwandtschaftlichen Verhältnisse entschlüsseln und Stammbäume der beiden Gruppen aufstellen.
Die Stammbäume an sich waren wenig spektakulär. Sie bestätigten die Verwandtschaften zwischen den einzelnen Arten, wie sie Botanikern seit langem vertraut sind. Die Datierung dieser Stammbäume, die mit Fossilien möglich war, wird jedoch so manchen Paläobotaniker wenig erfreuen, stellen sie doch das bisherige Weltbild auf den Kopf.
Denn wenn die Analysen von Schneider und Co richtig sind, dann entstanden mehr als 80 Prozent der heutigen Farnarten nicht im Devon oder Karbon, sondern in der Kreidezeit – sie sind also keine "lebenden Fossilien" längst vergangener Epochen. Vielmehr muss sich die Artenzahl der Farne just dann explosionsartig vermehrt haben, als die Blütenpflanzen ihre Herrschaft antraten. Wie kann das sein?
Die Forscher vermuten, dass eine neue Erfindung der Farne ihre späte Karriere ermöglichte. Damals könnte ein erst kürzlich in einer Farnspezies entdeckter ungewöhnlicher Photorezeptor aufgetaucht sein, der den Pflanzen ermöglichte, Licht geringer Intensität zur Photosynthese zu nutzen. "Die Wälder der Angiospermen sind ökologisch und strukturell komplexer als die eher einheitlichen Wälder, die von Nadelbäumen und Palmfarnen beherrscht wurden", erklärt Kathleen Pryer aus der Arbeitsgruppe. "Farne könnten in der Lage gewesen sein, diese zunehmende Komplexität mit dem neuen, vielseitigeren Photorezeptor zu nutzen."
Damit hätte die Geschichte der Farne nicht in einer Sackgasse ihr Ende gefunden. Im Gegenteil: Angetrieben durch die Konkurrenz der Blütenpflanzen gelangten sie in deren Schatten zu neuer Blüte.
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