Løsning af Darwins afskyelige mysterium:Hvordan blomstrende planter erobrede verden

Forskere har fundet en forklaring på, hvordan blomstrende planter blev så dominerende så hurtigt i økosystemer over hele verden - et problem, som Charles Darwin kaldte et 'afskyeligt mysterium'. I en undersøgelse, der offentliggjorde den 11. januar i open access journal PLOS Biologi , Kevin Simonin og Adam Roddy, fra henholdsvis San Francisco State University og Yale University fandt ud af, at blomstrende planter har små celler i forhold til andre større plantegrupper, og at denne lille cellestørrelse er muliggjort af en stærkt reduceret genomstørrelse.

I mere end 200 år har forskere har spekuleret om blomstrende plantes utrolige mangfoldighed og succes, som danner grundlaget for vores fødevaresystem og er ansvarlige for næring til meget af den dyriske mangfoldighed, vi ser i dag.

I løbet af de sidste tredive år har forskere vist, at blomstrende planter har fotosyntese uden sidestykke. Dette har givet dem mulighed for at vokse hurtigere og udkonkurrere bregner og nåletræer, der havde domineret økosystemer i hundreder af millioner af år. Hemmeligheden bag blomstrende planters metaboliske succes er deres specialiserede blade, der letter hurtigere vandtransport og kuldioxidoptagelse. Men hvordan var de blomstrende planter i stand til at bygge blade i stand til disse høje transpiration og fotosyntese?

Denne nye forskning giver en mekanisme. Ved at skure litteraturen efter data, forfatterne hævder, at disse anatomiske innovationer er direkte forbundet med størrelsen af ​​deres genom.

Fordi hver celle skal indeholde en kopi af plantens genom, mindre genomer tillader celler at være mindre, og hvis celler er mindre, kan flere celler (såsom dem, der er specialiseret til fotosyntetisk metabolisme og vand- og næringsstoftransport) pakkes ind i et givet rumrum. Derudover ved at krympe størrelsen på hver celle, vand- og næringsstoflevering kan gøres mere effektiv.

Sammenligning af hundredvis af arter, forskerne fandt ud af, at nedskæring af genom begyndte for omkring 140 millioner år siden og faldt sammen med spredningen af ​​de tidligste blomstrende planter rundt om i verden. "Blomstrende planter er den vigtigste gruppe af planter på jorden, og nu ved vi endelig, hvorfor de har været så succesrige, " de siger.

Selvom denne forskning besvarer et stort spørgsmål, det åbner døren til mange flere. Hvorfor var blomstrende planter i stand til at krympe deres genomer mere end andre plantegrupper? Hvilke innovationer inden for genomstruktur og pakning har blomstrende planter udnyttet? Hvordan er det lykkedes bregner og nåletræer at undvige udryddelse på trods af deres store genomer og celler?