Hvorfor planter verden over blev træagtige

Hvorfor vokser nogle planter til store træagtige buske eller kolossale træer, mens andre forbliver små og aldrig producerer træ i deres stængler? Det er et evolutionært puslespil, der forvirrede Charles Darwin for mere end 160 år siden. Nu præsenterer forskere fra Holland og Tyskland det første globale overblik over træets udvikling på øer, som endelig vil hjælpe med at løse gåden.

"De første træagtige træer udviklede sig på Jorden for omkring 400 millioner år siden, men stadig ved vi så lidt om, hvorfor de udviklede træ i første omgang," fortæller Frederic Lens, forsker ved Naturalis Biodiversity Center og Leiden University. Alle disse tidlige træagtige træer er nu uddøde og stammer fra ukendte klimatiske forhold, så det er umuligt at forstå udviklingen af ​​træagtighed baseret på deres fossiler, men øer kan tilbyde løsningen.

Udviklingen af ​​træagtighed sker stadig i dag, især i områder, der er kendt som naturlige laboratorier for evolution:øer. Et af de slående aspekter ved ø-floraer er, at de forholdsmæssigt er mere træagtige end dem på tilstødende kontinenter. Charles Darwin beskrev dette fænomen som insulær træagtighed. Det opstår, når en ikke-træagtig kontinental kolonisator når en ø og efterfølgende udvikler sig til en træagtig busk eller endda træ på den samme ø efter titusinder eller hundredtusinder af år.

Insulær træagtighed er kun kendt fra nogle få ikoniske slægter, som de hawaiianske sølvsværd. For bedre at forstå, hvorfor planter blev træagtige under evolutionærhistorien, udarbejdede det hollandsk-tyske forskerhold en ny database, der omfatter over tusinde træagtige arter og deres udbredelse, hvilket gjorde det muligt for dem for første gang at teste en række eksisterende hypoteser grundigt – med lovende resultater.

"Vi har identificeret en sammenhæng mellem øget tørke og øget trædannelse i plantestængler på øer. Jeg er overbevist om, at sammenhængen mellem tørke og træagtighed vil være endnu meget stærkere på kontinenter," siger Lens. Dette er noget, som teamet snart vil teste, når de analyserer deres komplette database, inklusive omkring 6000 ekstra træagtige arter, der udviklede deres træagtighed på kontinenter.

Hotspots

Forskerne identificerede ikke kun alle insulære træagtige arter i verden, de kortlagde også globalt deres udbredelse og antallet af overgange og testede, hvilken af ​​de evolutionære hypoteser, der er mest sandsynlige. "Det var virkelig vanvittigt at kompilere sådan et datasæt i første omgang," siger Frederic Lens. "Det tog mig mere end 10 år at færdiggøre databasen, men heldigvis betalte det sig i sidste ende."

Den nye træbestandighedsdatabase fandt mere end tre gange så mange insulære træagtige arter kendt hidtil. Disse 1000+ arter er resultatet af mindst 175 uafhængige overgange. "Dette understreger tydeligt, at øer er bemærkelsesværdige biodiversitets-hotspots i verden med en unik flora, der har et presserende behov for beskyttelse," siger førsteforfatter Alexander Zizka fra University of Marburg i Tyskland.

Den omfattende forskning giver også et interessant indblik i fremtiden. "Med den tørre europæiske sommer 2022 in mente, tilbyder det faktum, at tørke dukker op som en af ​​de mest sandsynlige drivkræfter for trædannelse, lovende forskningsmuligheder i landbruget for at hjælpe med at sikre vores fødevareproduktion," siger Frederic Lens.

"Antag, at vi ville være i stand til at forvandle enhver ikke-træagtig afgrøde til en træagtig afgrøde, vil vi ikke kun have større afgrøder med et højere udbytte pr. plante, men endnu vigtigere, vi vil også være i stand til at øge tørketolerancen for disse trærigere afgrøder I en verden, der står over for klimaændringer og en voksende global menneskelig befolkning, er dette simpelthen essentielt."

Forskningen blev offentliggjort i Proceedings of the National Academy of Sciences . + Udforsk yderligere

Multidimensionel tilgang er nødvendig for at beskytte træagtige planter i Xishuangbanna