• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Kiedy rośliny tworzą nowe gatunki

    16.05.2011. 10:49
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Wbrew powszechnej opinii, tempo specjacji roślin nie jest powiązane z uprzednim pojawieniem się nowej cechy fizycznej lub mechanizmu. Wyniki nowych badań międzynarodowych pokazują, że rośliny majstrują przy ustawieniach swojej wydajności i konfiguracji, aby tworzyć ulepszone wersje samych siebie. Odkrycia zaprezentowano w czasopiśmie American Journal of Botany.

    Naukowcom z Heidelberskiego Instytutu Badań Teoretycznych (HITS) w Niemczech wraz z kolegami z Uniwersytetów Browna i Yale w USA udało się zrekonstruować filogenię roślin - historię zmian rodów organizmów na przestrzeni czasu. Dzięki rekonstrukcji drzewa życia, niemieccy i amerykańscy naukowcy rzucili nowe światło na proces ewolucji.

    Rzeczą, która od pewnego czasu wprowadzała naukowców w konsternację był moment, kiedy klady rozpoczynają wykształcanie nowych gatunków. Klady to grupa roślin mających tego samego przodka. Naukowcy byli przekonani, że szybka specjacja zachodziła po rozwinięciu przez klady najpierw nowej cechy fizycznej lub mechanizmu, aby następnie rozpocząć tworzenie własnej gałęzi genetycznej.

    Zdaniem zespołu najnowsze badania pokazują, że dopiero po osiągnięciu przez rośliny kwitnące etapu rozwoju, na którym powodzenie i tempo specjacji będą zoptymalizowane, główne rody roślin rozpoczynają szybkie wykształcanie nowych gatunków.

    "Ewolucja nie jest taka, jaka wcześniej sądziliśmy" - wyjaśnia dr Stephen Smith, naukowiec z Uniwersytetu Browna, afiliowany również w HITS i naczelny autor artykułu. "To nie jest tak, że kiedy pojawia się kwiat to (szybko) zachodzi specjacja. Jest opóźnienie. I dzieje się coś innego. A mianowicie dochodzi jak gdyby do etapu rozwoju produktu."

    Zatem jakie podejście jest najlepsze, aby dotrzeć do sedna tego zagadnienia? Zespół stwierdził, że kluczową rolę odgrywają tutaj metody obliczeniowe. "To dobry przykład tego, jak informatyka i inicjatywy w zakresie cyberinfrastruktury mogą przyczynić się do poszerzenia granic badań biologicznych" - wskazuje Alexandros Stamatakis z HITS, jeden z autorów artykułu.

    Zespół obliczył największe drzewo ewolucyjne z uwzględnieniem 55.473 gatunków roślin kwitnących (tj. okrytozalążkowych). Linia genealogiczna obejmuje około 90% wszystkich roślin występujących na naszej planecie.

    Naukowcy przeanalizowali profile genetyczne sześciu głównych kladów okrytozalążkowych, a mianowicie trawy (Poaceae), storczykowate (Orchidaceae), astrowate (Asteraceae), bobowate (Fabaceae), dwuliścienne właściwe (Eudicotyledoneae) i jednoliścienne (Monocottyledoneae). Stwierdzili, że Mesangiospermae - klad, który pojawił się ponad 125 mln lat temu - był wspólnym przodkiem tych gałęzi. Niemniej odkryli, że specjacja pojawiła się dopiero po pewnym czasie, a nie wokół prakorzenia. Należy zauważyć, że zespół nie był w stanie ustalić konkretnego momentu.

    "Na wczesnym etapie ewolucji tych grup następuje rozwój cech, które często rozpoznajemy w celu ich wizualnej identyfikacji, niemniej ich szybka specjacja następuje dopiero po wykształceniu się tych cech" - zauważa dr Smith.

    W artykule czytamy: "Te odkrycia są spójne z poglądem, że radiacje zazwyczaj rozpoczynają się długim 'lontem', a także z koncepcją, że początkowa innowacja umożliwia dalsze eksperymentowanie i ostatecznie ewolucję połączenia cech charakterystycznych, które napędzają główną radiację."

    Przyszłe badania będą dążyć do ustalenia wyzwalaczy dobrodziejstwa specjacji i przyniosą informację o tym, jak rośliny rozwijają się szybciej i dystansują swoich "rówieśników".

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)

    Wczesne dwuliścienne, dwuliścienne pierwotne (ang. paleodicots) — parafiletyczna i nieformalnie wyróżniana grupa roślin zawierająca klady roślin okrytozalążkowych, które w dawnych systemach klasyfikacyjnych zaliczane były do dwuliściennych, a powstały przed dwuliściennymi właściwymi (ang. eudicots). Część z tych roślin (rzędy Amborellales, Nymphaeales i Austrobaileyales) oddzieliła się od wspólnego pnia drzewa filogenetycznego pozostałych okrytozalążkowych jeszcze przed wyodrębnieniem się monofiletycznego kladu roślin jednoliściennych. Zaliczane są tu także pozostałe klady o długiej historii, takie jak Chloranthales i klad magnoliowych obejmujący rzędy: Laurales, Magnoliales, Canellales, Piperales. Rośliny te łączy fakt wczesnego oddzielenia się od pozostałych okrytozalążkowych oraz plezjomorficzne (powstałe przed rozdzieleniem) cechy wspólne z jednoliściennymi, różne od cech dwuliściennych właściwych (np. rozproszone wiązki przewodzące, trójkrotne kwiaty, jednobruzdowe ziarna pyłku).

    Wczesne dwuliścienne, dwuliścienne pierwotne (ang. paleodicots) — parafiletyczna i nieformalnie wyróżniana grupa roślin zawierająca klady roślin okrytozalążkowych, które w dawnych systemach klasyfikacyjnych zaliczane były do dwuliściennych, a powstały przed dwuliściennymi właściwymi (ang. eudicots). Część z tych roślin (rzędy Amborellales, Nymphaeales i Austrobaileyales) oddzieliła się od wspólnego pnia drzewa filogenetycznego pozostałych okrytozalążkowych jeszcze przed wyodrębnieniem się monofiletycznego kladu roślin jednoliściennych. Zaliczane są tu także pozostałe klady o długiej historii, takie jak Chloranthales i klad magnoliowych obejmujący rzędy: Laurales, Magnoliales, Canellales, Piperales. Rośliny te łączy fakt wczesnego oddzielenia się od pozostałych okrytozalążkowych oraz plezjomorficzne (powstałe przed rozdzieleniem) cechy wspólne z jednoliściennymi, różne od cech dwuliściennych właściwych (np. rozproszone wiązki przewodzące, trójkrotne kwiaty, jednobruzdowe ziarna pyłku).

    Wczesne dwuliścienne, dwuliścienne pierwotne (ang. paleodicots) — parafiletyczna i nieformalnie wyróżniana grupa roślin zawierająca klady roślin okrytozalążkowych, które w dawnych systemach klasyfikacyjnych zaliczane były do dwuliściennych, a powstały przed dwuliściennymi właściwymi (ang. eudicots). Część z tych roślin (rzędy Amborellales, Nymphaeales i Austrobaileyales) oddzieliła się od wspólnego pnia drzewa filogenetycznego pozostałych okrytozalążkowych jeszcze przed wyodrębnieniem się monofiletycznego kladu roślin jednoliściennych. Zaliczane są tu także pozostałe klady o długiej historii, takie jak Chloranthales i klad magnoliowych obejmujący rzędy: Laurales, Magnoliales, Canellales, Piperales. Rośliny te łączy fakt wczesnego oddzielenia się od pozostałych okrytozalążkowych oraz plezjomorficzne (powstałe przed rozdzieleniem) cechy wspólne z jednoliściennymi, różne od cech dwuliściennych właściwych (np. rozproszone wiązki przewodzące, trójkrotne kwiaty, jednobruzdowe ziarna pyłku).

    Specjacja sympatryczna – rodzaj specjacji, czyli powstawania nowych gatunków opisywany w teorii ewolucji, różniący się znacząco od specjacji allopatrycznej. Populacje poddane specjacji sympatrycznej nie są rozdzielone geograficznie i dzielą ten sam obszar występowania. Różnica powstaje na skutek mutacji np. zwiększenia liczby chromosomów, która utrudnia krzyżowanie się organizmów. Przez jakiś czas krzyżowanie z istniejącą już populacją jest możliwe, ale z czasem staje się coraz trudniejsze prowadząc do powstania nowego gatunku.

    Dwuliścienne właściwe (trójbruzdowe) (Eudicotyledoneae Donoghue, Doyle et Cantino, ang. eudicots, tricolpates) — klad roślin okrytozalążkowych obejmujący rośliny dawniej zaliczane do dwuliściennych. Wyróżniony został ze względu na kryterium pochodzenia od wspólnego przodka oraz z powodu różnic w stosunku do pozostałych roślin zaliczanych niegdyś do dwuliściennych (różnych kladów wczesnych dwuliściennych) oraz kladu jednoliściennych. W odróżnieniu od tych wcześniejszych grup systematycznych, dwuliścienne właściwe cechują się trójbruzdowymi ziarnami pyłku, koncentrycznym rozmieszczeniem wiązek przewodzących oraz 4- i 5-krotnymi kwiatami.

    Dwuliścienne właściwe (trójbruzdowe) (Eudicotyledoneae Donoghue, Doyle et Cantino, ang. eudicots, tricolpates) — klad roślin okrytozalążkowych obejmujący rośliny dawniej zaliczane do dwuliściennych. Wyróżniony został ze względu na kryterium pochodzenia od wspólnego przodka oraz z powodu różnic w stosunku do pozostałych roślin zaliczanych niegdyś do dwuliściennych (różnych kladów wczesnych dwuliściennych) oraz kladu jednoliściennych. W odróżnieniu od tych wcześniejszych grup systematycznych, dwuliścienne właściwe cechują się trójbruzdowymi ziarnami pyłku, koncentrycznym rozmieszczeniem wiązek przewodzących oraz 4- i 5-krotnymi kwiatami.

    Dwuliścienne właściwe (trójbruzdowe) (Eudicotyledoneae Donoghue, Doyle et Cantino, ang. eudicots, tricolpates) — klad roślin okrytozalążkowych obejmujący rośliny dawniej zaliczane do dwuliściennych. Wyróżniony został ze względu na kryterium pochodzenia od wspólnego przodka oraz z powodu różnic w stosunku do pozostałych roślin zaliczanych niegdyś do dwuliściennych (różnych kladów wczesnych dwuliściennych) oraz kladu jednoliściennych. W odróżnieniu od tych wcześniejszych grup systematycznych, dwuliścienne właściwe cechują się trójbruzdowymi ziarnami pyłku, koncentrycznym rozmieszczeniem wiązek przewodzących oraz 4- i 5-krotnymi kwiatami.

    Dodano: 16.05.2011. 10:49  


    Najnowsze