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Ein großes internationales Forschungsteam mit Beteiligung einer Wissenschaftlerin der Universität Bayreuth hat den bislang umfassendsten Stammbaum der Blütenpflanzen erstellt. Dieser Stammbaum basiert auf 15-mal mehr Daten als alle vorangegangenen und bezieht auch bereits ausgestorbene sowie gefährdete Arten ein.
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What for?
Ein möglichst vollständiger Stammbaum der Blütenpflanzenarten bietet ein enormes Potenzial für die Erforschung der biologischen Vielfalt. Umfangreiche Kenntnisse der verwandtschaftlichen Beziehungen erlauben Vorhersagen, welche Pflanzenarten Moleküle mit medizinischem Potenzial enthalten oder wie bestimmte Pflanzen von Schädlingen, Krankheiten und dem Klimawandel beeinträchtigt werden.
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Ein internationales Team von 279 Forschenden aus 138 Organisationen in 27 Ländern hat den bislang größten Stammbaum der Blütenpflanzen erstellt. An der Publikation, die kürzlich in NATURE erschienen ist, war auch die Pflanzensystematikerin Prof. Dr. Sigrid Liede-Schumann von der Universität Bayreuth beteiligt.
Der nun erstellte Stammbaum deckt etwa 60 % der bekannten Blütenpflanzengattungen ab. Er basiert auf einer gigantischen Datenmenge, für deren Verarbeitung ein einzelner Computer 18 Jahre brauchen würde. Hierfür haben Forschende aus aller Welt Pflanzenmaterial beigetragen, welches hinsichtlich seiner DNA untersucht und entsprechend seiner genetischen Abstammung geordnet wurde. Insgesamt untersuchten die Forschenden über 9.500 Blütenpflanzenarten, davon sind mehr als 500 Arten vom Aussterben bedroht. Liede-Schumann stellte etwa 60 Proben aus der Familie der Hundsgiftgewächse (Apocynaceae) zur Verfügung, zu deren bekanntesten Vertretern der Oleander gehört. „Es gibt 464 Familien der Blütenpflanzen, und diese zusammenfassende Analyse war nur möglich, weil viele Spezialisten mit dem Team in Kew ihr Material und ihre Expertise geteilt haben“, sagt Liede-Schumann.
Für die Studie wurden neue Techniken entwickelt, mit denen Hunderte von Genen und Hunderttausende von Buchstaben des genetischen Codes aus jeder Probe magnetisch festgehalten werden. Die Besonderheit dieses Ansatzes besteht darin, dass so viele Arten aus allen Blütenpflanzengruppen untersucht werden konnten. Das Team analysierte sogar Proben mit stark beschädigter DNA, darunter auch bereits ausgestorbene Pflanzen, deren Proben von jahrhundertealten Herbarbelegen stammen.
Der Stammbaum hilft dabei, die explosionsartige Entwicklung und heutige Dominanz von Blütenpflanzen zurückzuverfolgen, die schon Charles Darwin überraschte. Blütenpflanzen entstanden vor mehr als 140 Millionen Jahren und verdrängten rasch andere Pflanzengruppen, sodass über 80 % der heute lebenden Hauptlinien bereits kurz danach existierten. Vor etwa 40 Millionen Jahren kam es zu einem weiteren Schub der Artentwicklung, der mit einem globalen Temperaturrückgang zusammenfiel. Mit diesen Erkenntnissen können die Forschenden weiter an der Fragestellung arbeiten, wie und warum sich Arten aufspalten.
Das Projekt ist Teil der Tree of Life Initiative der Royal Botanic Gardens in Kew (England), deren Ziel die Entwicklung eines Stammbaums aller knapp 330.000 bekannten Blütenpflanzenarten ist. Der Stammbaum und die ihm zugrunde liegenden Daten sind frei zugänglich verfügbar (Open Access).
Prof. Dr. Sigrid Liede-Schumann
Lehrstuhl Pflanzensystematik
Tel.: +49 (0) 921 / 55-2460
E-Mail: sigrid.liede@uni-bayreuth.de
Phylogenomics and the rise of the angiosperms. Alexandre R. Zuntini et al. Nature (2024)
DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-024-07324-0
Ältestes genetisch untersuchtes Exemplar: Nepalesisches Sandkraut (Arenaria globiflora). Herbarexemp ...
Royal Botanic Gardens, Kew
Criteria of this press release:
Journalists, Scientists and scholars
Biology, Environment / ecology
transregional, national
Cooperation agreements, Research results
German
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