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Forschungsteam gewinnt aus Genen und Fossilien neue Erkenntnisse zur Evolution einer Alge
Von winzigen Moosen über filigrane Farne bis zu riesigen Bäumen – Landpflanzen zählen zu den komplexesten fotosynthetischen Organismen der Erde. Ihre Geschichte beginnt jedoch eher unscheinbar: bei Grünalgen, die vor Hunderten von Millionen Jahren lebten. Unter den Vorfahren sticht eine Gruppe heraus, die noch heute in der Natur vorkommt: die Süßwasseralge Coleochaetophyceae. Einige Arten dieser Gruppe bilden aus Zellfäden dichte Geflechte mit scheibenförmiger Gestalt. Was auffällig ist: Die nächsten lebenden Verwandten der Landpflanzen sind einfacher gebaute Algen.
Das deutet darauf hin, dass Komplexität im Laufe der Evolution mehrfach aufgetreten und wieder verschwunden ist. Entscheidend war dabei, wann und wie Gene aktiviert wurden. Zu dem Schluss kommt ein internationales Forschungsteam, das unter der Leitung der Universität Göttingen die Entwicklung der Alge Coleochaetophyceae neu beleuchtet hat. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Current Biology veröffentlicht.
Nach der umfangreichen Analyse von Genen und von Daten zu fossilen Algen schätzen die Forschenden, dass die Gruppe Coleochaetophyceae vor über 600 Millionen Jahren entstanden ist, lange vor den ersten Landpflanzen. Manche Untergruppen wie Coleochaete sind über 400 Millionen Jahre alt. Komplexere Algen mit scheibenförmigen Geflechten, wie Coleochaete scutata, tauchten dagegen erst vor etwa 65 Millionen Jahren auf – aus evolutionärer Sicht relativ spät. „Das zeigt uns, dass wir viele alte Abstammungslinien untersuchen müssen, um die Evolution komplexer Merkmale zu verstehen“, erklärt Prof. Dr. Jan de Vries vom Institut für Mikrobiologie und Genetik der Universität Göttingen. Komplexität hat sich im Laufe der pflanzlichen Evolution mehrfach entwickelt, so de Vries: „Die Tatsache, dass die nächsten lebenden Verwandten der Landpflanzen – Algen der Gruppe Zygnematophyceae – viel einfacher gebaut sind, bedeutet, dass die Komplexität des Körperbaus kein einmaliger evolutionärer Erwerb war: Sie trat zu unterschiedlichen Zeiten in verschiedenen Abstammungslinien auf.“
Die Untersuchungen offenbarten außerdem genetische Gemeinsamkeiten zwischen Algen der Gruppe Coleochaetophyceae und Landpflanzen: Sie teilen sich viele Gene, die das Wachstum regulieren – etwa solche, die in Zusammenhang mit der Zellteilung stehen. Bislang konnten die Forschenden jedoch keine Kombination von Genen aufdecken, die erklärt, warum einige Arten der Alge lediglich aus locker verbundenen Zellfäden bestehen, während andere scheibenförmige Geflechte bilden. Entscheidend ist offenbar nicht nur, welche Gene vorhanden sind, sondern auch, wann und wie sie aktiv werden. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass Komplexität unter Pflanzen auf einem uralten Entwicklungspotenzial beruht“, sagt Erstautorin Maaike Bierenbroodspot vom selben Institut. „Manche Gene lagen lange verborgen in der DNA, bevor die Evolution sie neu verknüpfte und sie ihre Funktionen entfalteten – so wie bei Algen und Landpflanzen.“
Viele Arten aus der vielfältigen Gruppe Coleochaetophyceae werden in der Sammlung von Algenkulturen (SAG) der Universität Göttingen gepflegt, als Ressource für die globale wissenschaftlichen Gemeinschaft.
Prof. Dr. Jan de Vries
Georg-August-Universität Göttingen
Fakultät für Biologie und Psychologie
Institut für Mikrobiologie und Genetik – Abteilung für Angewandte Bioinformatik
Goldschmidtstraße 1, 37077 Göttingen
Telefon: 0551 39-13995
E-Mail: devries.jan@uni-goettingen.de
Internet: http://www.uni-goettingen.de/de/613776.html
Bierenbroodspot, M. J. et al. Phylogenomics unveil recent origin of morphological complexity in Coleochaetophyceae. Current Biology (2025). https://doi.org/10.1016/j.cub.2025.08.046
https://www.uni-goettingen.de/de/3240.html?id=7959 weitere Fotos
Alge der Gruppe Coleochaete unter dem Lichtmikroskop: Manche Arten dieser Gruppe bestehen aus locker ...
Source: Tatyana Darienko
Copyright: Tatyana Darienko
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Alge der Gruppe Coleochaete unter dem Lichtmikroskop: Manche Arten dieser Gruppe bestehen aus locker ...
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