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News: Molekularbiologen rütteln am Stammbaum der grünen Pflanzen

Molekularbiologen stellen heute so manche liebgewordene Vorstellung von den Verwandtschaftsverhältnissen bei Pflanzen in Frage. Bisher dachte man, Farne und Schachtelhalme seien die Verbindungsglieder zwischen den altertümlichen Moosen und den hochentwickelten Samenpflanzen. Aber die Farnpflanzen sind nicht die Vorfahren, sondern die nächsten Verwandten der Samenpflanzen.
Die ersten Hinweise auf die Entstehung der Landpflanzen sind ungefähr 470 Millionen Jahren alt. An der Wende vom Silur zum Devon setzte ihre weltweite Entfaltung ein. Lange beherrschten Moose, Bärlappgewächse, Farnpflanzen und Nacktsamer (Gymnospermae) die Wälder des Erdmittelalters. Erst vor ungefähr 90 Millionen Jahren traten die Bedecktsamer (Angiospermae) ihren Siegeszug an. Die Verwandtschaft dieser Gruppen untereinander ist umstritten. Und den einfachen und ursprünglich gebauten Gabelblattfarn Psilotum hielt man für das lebende Relikt einer sehr frühen Gefäßpflanze.

Kathleen Pryer vom Field Museum in Chicago und ihre Kollegen verwendeten morphologische Daten und die Ergebnisse der Sequenzanalysen von vier verschiedenen Genen, um die Verwandtschaftsverhältnisse der heutigen Gefäßpflanzen zu bestimmen (Nature vom 1. Februar 2001). Sie untersuchten 35 Arten aus allen wichtigen Gruppen der Landpflanzen. Die Wissenschaftler konnten alle landbewohnenden Pflanzen in drei Gruppen einteilen: Die erste Gruppe umfasst die Bärlappgewächse (Lycophytina), die sich sehr stark von den anderen beiden Gruppen unterscheidet. Die zweite Gruppe enthält alle Samenpflanzen – sowohl Nacktsamer als auch Bedecktsamer. Und in der dritten Gruppe werden Schachtelhalme, Farne und der altertümliche Gabelblattfarn zusammengefasst. Überraschenderweise ist Psilotum besonders eng mit den Ophioglossidae verwandt – jener Farngruppe, zu der die Natternzunge (Ophioglossum vulgatum) und die Mondraute (Botrychium lunaria) gehören.

"Man kann sagen, dass 99 Prozent aller Gefäßpflanzen den beiden großen Abstammungslinien angehören, deren Evolution seit 400 Millionen Jahren unterschiedlich verlaufen ist", erklärt Kathleen Pryer. "Wenn man diese beiden genetisch verwandten Gruppen als gleich alt ansieht, so hat das auch einen tiefgreifenden Einfluss auf unser Verständnis von der Entwicklung terrestrischer Ökosysteme."

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  • Quellen
National Science Foundation
Nature

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