Forschung liefert Erkenntnisse über Darwins “abscheuliches Geheimnis”

Das Fossil eines frühen Angiospermen aus Las Hoyas in Spanien. (Courtesy of Indiana University)
Das Fossil eines frühen Angiospermen aus Las Hoyas in Spanien. (Courtesy of Indiana University)

Eine Forschungsarbeit des Paläobotanikers David L. Dilcher von der Indiana University (IU) und Kollegen in Europa wirft ein neues Licht auf das, was Darwin bekanntlich “ein abscheuliches Geheimnis” nannte: das scheinbar plötzliche Auftreten und die schnelle Verbreitung von Blütenpflanzen in den fossilen Aufzeichnungen.

Veröffentlicht in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences, präsentieren die Wissenschaftler ein Szenario, in dem sich Blütenpflanzen oder Angiospermen (Bedecktsamer; Anm. d. Red.) während der frühen und mittleren Kreidezeit über einen Zeitraum von ungefähr 45 Millionen Jahren entwickelt und verschiedene Arten von Gewässerumgebungen besiedelt haben.

Dilcher ist emeritierter Professor an der IU in Bloomington in den Abteilungen für Geowissenschaften und Biologie, die beide zum College of Arts and Sciences gehören. Co-Autoren dieser Studie, die diese Woche online veröffentlicht wurde, sind Clément Coiffard vom Leibniz-Institut für Evolutions- und Biodiversitätsforschung in Berlin, sowie Bernard Gomez und Véronique Daviero-Gomez vom Centre National de la Recherche Scientifique in Lyon (Frankreich).

Die Studie greift auf umfangreiche Fossil-Daten aus Europa zurück und bietet ein umfassendes Bild darüber, wie sich Angiospermen entwickelt haben und wie ihre Evolution mit Veränderungen in der physikalischen und biologischen Umgebung verbunden ist.

Dilcher, der den Aufstieg und die Verbreitung von Blütenpflanzen seit mehreren Jahrzehnten studiert, sagte, das Szenario stimme mit den fossilen Funden in Nordamerika überein, darunter auch seiner eigenen Arbeit, die zeigt, dass Angiospermen eine Vielzahl von Wasser- und wassernahen Umgebungen besetzten. “Die Beachtung des Gesamtbildes der Pflanzengruppen und der Paläoumgebung beginnt ein Muster zu bilden”, so Dilcher. “Wir können die Seiten der Zeit jetzt mit etwas höherer Präzision umblättern.”

Im Jahr 1879, fast 20 Jahre nach dem Erscheinen seines Buches “On the Origin of Species”, schrieb Darwin an Joseph Dalton Hooker, dass die schnelle Entwicklung von höheren Pflanzen in den jüngsten geologischen Zeiten “ein abscheuliches Geheimnis” sei. Dieses Thema hat Paläobotaniker lange beschäftigt, die mit gegensätzlichen Theorien zu erklären versuchten, wie Angiospermen in vielen Regionen der Erde Farne und Gymnospermen verdrängen konnten.

Diese Darstellung zeigt die Verschiebung von Farnen (blau), Koniferen (rot) und anderen Gymnospermen (orange) hin zu Angiospermen (grün) in verschiedenen Gewässerumgebungen vor 130 bis 84 Millionen Jahren. (Courtesy of Indiana University)
Diese Darstellung zeigt die Verschiebung von Farnen (blau), Koniferen (rot) und anderen Gymnospermen (orange) hin zu Angiospermen (grün) in verschiedenen Gewässerumgebungen vor 130 bis 84 Millionen Jahren. (Courtesy of Indiana University)

Dilcher und seine Kollegen zeigen, dass Angiospermen erfolgreich bestimmte Umgebungen eroberten und sich dann schrittweise auf andere ausbreiteten. Sie beschreiben, wie Angiospermen in drei Stufen in neue Umgebungen einwanderten:

  • Mit Frischwasser verbundene Feuchtgebiete vor ungefähr 130 bis 125 Millionen Jahren
  • Überschwemmungsebenen in der Unterschicht (Waldebene zwischen Boden- und Kronenbereich; Anm. d. Red.) vor ungefähr 125 bis 100 Millionen Jahren
  • Natürliche Dämme und Sümpfe in Küstenbereichen und im Hinterland vor ungefähr 100 bis 84 Millionen Jahren

Während sich Paläobotaniker früher darauf konzentrierten, fossile Pflanzen zu sammeln und Verbindungen zu Arten der heutigen Zeit herzustellen, haben Dilcher und seine Kollegen durch die genaue Untersuchung von Morphologie und Anatomie neue Einblicke in die Evolutionsbiologie von Blütenpflanzen geschaffen.

Dilcher fügte hinzu, dass die Parallelentwicklung zu Insekten den Angiospermen einen evolutionären Vorteil verschaffte. Insekten spielten eine lebenswichtige Rolle bei der Kreuzbestäubung von Pflanzen und beschleunigten die Verbreitung von genetischem Material. Die Pflanzen entwickelten die Hilfsmittel der “Eigenwerbung” durch Düfte und leuchtende Farben und produzierten Pollen und Nektar, die Futter für die Insekten boten.

Quelle: http://newsinfo.iu.edu/news/page/normal/23562.html

(SOM)

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