När du ser en växt är det troligt att du i nio av tio fall tittar på en blommande växt.
Nyckelpunkter:
- Familjer av blommande växter uppstod för första gången för minst 140 miljoner år sedan
- Men de diversifierades inte till de moderna släkten som vi ser idag förrän för cirka 66 miljoner år sedan
- Detta är det första kompletta evolutionsträdet över de 435 blommande växtfamiljerna
Blommande växter, eller angiospermer som de också kallas, utgör 90 procent av världens växtarter. Det är cirka 300 000 till 400 000 arter av angiospermer, beroende på vem du frågar.
Genomför detta med cirka 10 000 arter av ormbunkar och 1 000 arter av gymnospermer, som inkluderar barrträd, så förstår du varför växtbiologen Santiago Ramirez-Barahona vid Mexikos nationella autonoma universitet anser att de blommande växterna är ”den viktigaste gruppen av växter som lever idag”.
De är den primära födokällan för de flesta landbaserade organismer, inklusive oss, och nästan alla våra jordbruksgrödor är – du gissade det – blommande växter.
Men angiospermer har inte alltid dominerat våra ekosystem på jorden på samma sätt som de gör nu.
En ny global studie som publicerades idag i Nature Ecology & Evolution, där dr Ramirez-Barahona är huvudförfattare, har avslöjat det första kompletta evolutionsträdet för de 435 blommande växtfamiljerna.
Den spårar när olika släktlinjer först dök upp och sedan senare diversifierade sig. Den undersöker också hur de olika blommande växtfamiljerna spreds över världen.
Med hjälp av molekylära dateringstekniker förankrade i 238 fossilkalibreringar kunde studien presentera den mest omfattande stora bilden av vad vi hittills vet om angiospermafamiljer.
Kvinnliga senblommare
Blommande växter uppstod för första gången för minst 140 miljoner år sedan, enligt evolutionsbiologen och botanikern Herve Sauquet från Australian Institute of Botanical Science, som också är medförfattare till artikeln.
Men jämfört med andra växtgrupper var de eftersläntrare.
”De är den sista större släkten av landväxter som har börjat diversifiera sig”, säger Sauquet.
Men medan de flesta familjer av blommande växter hade sitt ursprung under kritaperioden (detta kallas deras stamålder) när dinosaurierna fortfarande strövade omkring på jorden, ser vi inte att dessa familjer diversifierar sig till de linjer som vi ser i dag (detta kallas deras kronålder) förrän för cirka 66 miljoner år sedan, efter dinosauriernas död.
Och detta var en stor överraskning för Dr Sauquet: Det var en stor överraskning för Sauquet: ”Det är helt nytt att det faktiskt inte hände så mycket förrän för 66 miljoner år sedan.”
Vi vet inte exakt vad som hände, men det kan finnas flera anledningar till den här uppehållet.
Gapet kanske inte alls är ett gap, utan kan i själva verket återspegla utdöenden som vi inte har några fossila uppgifter om, säger den evolutionära botanikern Pam Soltis vid University of Florida som inte var inblandad i studien.
Och det kan vara kopplat till den tid då angiospermer började dominera ekosystemen, hävdar den evolutionära ekologen Mark Westoby vid Macquarie University som inte heller var inblandad i arbetet.
”Detta tyder på att den dominerande vegetationen på platser, som började ske vid ungefär samma tidpunkt, var viktigare för diversifieringen till många arter än att växtfamiljerna fick sina utmärkande egenskaper, vilket hade skett 30-40 miljoner år tidigare”, säger professor Westoby.
Det är intressant att se att längden på denna fördröjning av diversifieringen till dagens arter varierar mellan olika typer av ekosystem, säger dr Ramirez-Barahona.
”Det tog lång tid för blommande växtfamiljer i tropiska ekosystem att påbörja sin diversifiering … medan denna fördröjning verkar ha varit kortare i torra ekosystem, t.ex. i Nordamerikas öken eller centrala Australien”, säger han.
Slutet på kritaperioden var dåligt för dinosaurierna, men bra för blommande växter
Medan massutdöendet i slutet av kritaperioden nästan utplånade alla dinosaurier lämnade det angiospermerna relativt oskadda.
Och när man tänker efter är det logiskt, säger den evolutionära botanikern Doug Soltis vid Floridas universitet, som inte var inblandad i studien.
”De har frön, de kan gå i vila under … lång tid”, säger han.
”En rotstock kan sitta kvar i årtionden och sedan dyka upp igen, frön kan ligga i jorden i många, många år. Medan en dinosaurie? Inte så mycket.”
Den förändring som skedde globalt och som ledde till att dinosaurierna dog ut kan faktiskt ha öppnat upp livsmiljöer som gjorde det möjligt för angiospermerna att gå framåt”, säger professor Pam Soltis.
En del av Australiens växter är kanske inte så gamla som du tror
Vi brukar tänka på Australien som en gammal kontinent, men alla våra blommande växter är inte så gamla som du kanske tror, säger Dr Sauquet.
”Australien har faktiskt en hel del mycket gamla släktskap, men det är inte nödvändigtvis de tidigaste divergerande släktskapen.”
Austrobaileya scandens ”en lian som bara växer i de våta tropikerna i Queensland har överlevt på egen hand utan andra kusiner i minst 130 miljoner år”, säger Dr Sauquet.
Men de flesta av de arter av australiensisk eukalyptus som vi ser i dag har bara vuxit fram under de senaste 10 miljonerna år.
Det är fantastiskt att se forskning som kombinerar både molekylär systematik och paleobotanik som denna komma ut, säger paleobotanikern David Cantrill, som är verkställande direktör för vetenskap vid Royal Botanic Gardens Victoria.
”Det faktum att vi nu kan föra samman dessa två mycket olika discipliner för att få dessa evolutionära insikter är en av de spännande sakerna på detta område för tillfället”, säger professor Cantrill.
”Det är mycket viktigt att förstå hur blommande växter blev den dominerande gruppen i terrestra ekosystem”, säger Ramirez-Barahona.
”Och hur de i grunden förändrade jordens ansikte på en relativt kort tidsperiod med geologiska mått mätt.”
Professor Doug Soltis håller med.
”Låt oss inse att planeten i princip drivs av angiospermer”, säger han, med tanke på hur många andra organismer – oavsett om det är däggdjur, amfibier eller insekter – som har utvecklats som svar på spridningen av blommande växter.