Grootste plantenstamboom
Altijd al willen weten hoe madeliefjes en eikenbomen aan elkaar verwant zijn. Je zou het kunnen uitzoeken met behulp van de tot nu toe aller grootste stamboom van bloeiende planten. Deze hebben onderzoekers onlangs in Nature gepubliceerd.
Eerst even een aantal nummers. 279 onderzoekers uit 27 landen werkte aan de stamboom. Ze gebruikte plantenmateriaal van 163 herbariums uit 48 landen. In totaal hebben 9506 soorten een plekje in de stamboom gevonden. Die beslaan ongeveer 60% van alle bloeiende plantensoorten. Maar belangrijker, dit beslaat 85% van alle bloeiende planeten genera.
90% van alle planten zijn bloeiende planten. Maar over hun evolutionaire oorsprong is minder bekend dan onderzoekers willen. Eerdere stambomen van bloeiende planten zijn namelijk verre van compleet. Dit maakt evolutionaire vragen lastiger te beantwoorden. Vandaar de dat de onderzoekers hier verandering in wilde brengen.
De eerste uitdaging om aan plantenmateriaal van al die verschillende soorten te komen hebben de onderzoekers opgelost door gedeeltelijk materiaal uit herbariums te halen. Met behulp van moderne DNA isolatie technieken lukte het de onderzoekers om voldoende DNA van goede kwaliteit te halen uit gedroogd plantenmateriaal. Dit gebruikte de onderzoekers om voor elke soort 353 genen in kaart te brengen. In tegenstelling tot vorige stamboom onderzoeken, bevonden deze genen zich niet in plastid genomen maar in het nucleair genoom.
De mogelijkheden van de stamboom gaan verder dan het bestuderen van de evolutionaire oorsprong van bloeiende planten
De volgende uitdaging kwam bij het bouwen van de stamboom. Huidige software programma’s die onderzoekers hiervoor gebruiken kunnen de grote hoeveelheid aan data niet aan. Om dit probleem te omzeilen maakte de onderzoekers eerst een geraamte van de stamboom met behulp van 5 vertegenwoordigers van elke plantenfamilie. Vervolgens maakte ze van elke plantenfamilie een sub-stamboom. Die paste ze daarna in het stamboom geraamte. Dit leverde een stamboom op die grotendeels overeenkwam met wat al bekend was. Maar dan met meer details.
Als laatste bepaalde de onderzoekers met behulp van fossielen hoe lang geleden de verschillende vertakkingen in de stamboom plaatsvonden. Hieruit konden ze onder andere aflezen dat bloeiende planten tussen de 154 en 247 miljoen jaar geleden zijn ontstaan.
De stamboom maakt het mogelijk om de evolutie van de bloeiende planten in meer detail te bestuderen. Daarnaast kan de stamboom bijdragen aan biodiversiteitsonderzoek. Het kan helpen voorspellen eigenschappen van een plantensoort. Het identificeren van wilde verwanten van onze gewassen. Helpen bij het vinden van door planten gemaakte stoffen voor medicijn ontwikkeling. Al met al, de mogelijkheden zijn net zo divers als de stamboom zelf.
Literatuur
Zuntini, A.R., Carruthers, T., Maurin, O. et al. Phylogenomics and the rise of the angiosperms. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07324-0
Plant en Zo 