International undersøgelse producerer et omfattende livstræ til blomstrende planter

Med deres eget botaniske indsamlingsmateriale og deres forskningsviden om udviklingen af ​​korsblomstrede planter (planter af kålfamilien) har biovidenskabsmænd ved Heidelberg Universitet bidraget til en storstilet international undersøgelse, der har produceret et omfattende "livets træ" for blomstrende planter .

Til dette formål analyserede forskere verden over – ledet af Royal Botanic Gardens i Kew (Storbritannien) – den genetiske information om mere end 9.500 arter fra næsten 8.000 slægter. Udover velkendte plantetyper, der findes på Jorden i dag, undersøgte de også de genetiske koder for århundreder gamle eksemplarer og allerede uddøde eksempler.

Til deres deltagelse i "Livets træ"-projektet var Heidelberg-forskerne fra Center for Organismiske Studier i stand til at bruge omfattende forskningsmateriale fra levende samlinger, frøsamlinger og herbariet.

Ved Center for Organismiske Studier (COS) ved Heidelberg Universitet forsker afdelingen for biodiversitet og plantesystematik, ledet af prof. dr. Marcus Koch, i arternes oprindelse og biologisk mangfoldighed, samt belyser og beskriver de underliggende evolutionære processer. .

Planter af kålfamilien er et stort fokus. Udover dyrkede planter omfatter de videnskabelige modelplanter såsom thalekarse, også kendt som Arabidopsis thaliana. Til deres forskningsstudier trækker Heidelberg-forskerne på plantemateriale med en dokumenteret historie og oprindelse.

"I de seneste over 25 år har vi samlet dette materiale på mange opdagelsesrejser og ekspeditioner og har deponeret det i vores kuraterede samlinger," siger prof. Koch, som også er direktør for Heidelberg Universitets botaniske have, som omfatter næsten 10.000 arter i levende dyrkning.

Særligt interessant for Marcus Koch og hans team er herbarier, hvor planter og plantedele er konserveret til videnskabelige formål i tørret eller presset form. Herbariet i Heidelberg indeholder næsten 500.000 eksemplarer. "Selv århundreder senere kan tørrede planters DNA, den genetiske information, isoleres og bruges til evolutionære analyser," forklarer prof. Koch.

Afgørende for forskningsarbejdet er også frøbanker. Under optimale omstændigheder kan selv århundreder gammelt plantemateriale fås til at spire igen, siger videnskabsmanden, der har beskæftiget sig med undervisning og forskning på Heidelberg Universitet siden 2003 som professor i plantesystematik, biodiversitet og evolution.

Med hensyn til kålfamilien har forskerne ved COS ikke kun opbygget en omfattende samling af herbarieprøver og frø med tusindvis af prøver, men også en omfattende videnskabelig database kaldet BrassiBase. Ud over deres eget forskningsmateriale bruger de lagre, der er tilgængelige i andre tyske og internationale samlinger.

Den Heidelbergske forskningsviden om korsblomstplanternes evolutionære processer og oprindelsen af ​​deres arter strømmede ind i "livets træ" for blomstrende planter, som netop er dukket op. Blomstrende planter udgør omkring 90 procent af alle kendte planter på landjorden, findes praktisk talt overalt på Jorden og bruges som føde, råmateriale eller energikilde.

Efter at have opstået for over 140 millioner år siden, har spørgsmålet om, hvordan de var i stand til at udvikle denne "dominans" i forhold til andre planter, optaget forskere den dag i dag. "Livets træ" – blandt de 9.500 analyserede arter var 800 blomstrende planter alene, hvis DNA endnu ikke var blevet sekventeret – giver os nu mulighed for at få ny indsigt i deres oprindelse og relationer.

Projektinitiativtagerne understreger, at dataene vil bidrage til at identificere nye arter, forfine planteklassificering, afdække nye medicinske forbindelser og bevare planter i lyset af klimaændringer og tab af biodiversitet. 279 forskere fra 138 organisationer verden over samarbejdede i den storstilede undersøgelse.

Artiklen er publiceret i tidsskriftet Nature .

Flere oplysninger: William Baker, Phylogenomics and the rise of the angiosperms, Nature (2024). DOI:10.1038/s41586-024-07324-0. www.nature.com/articles/s41586-024-07324-0

Journaloplysninger: Natur

Leveret af Heidelberg University