Yeni bir çalışma, bitki evriminin, özellikle çevresel zorluklara yanıt olarak, büyük ölçekli yeniliklerin kısa patlamalarıyla noktalanan uzun dönemli kademeli değişimlerden oluştuğunu ortaya koyuyor. Bu, bitkilerin de hayvanlara benzer şekilde, tarihlerinin erken dönemlerinde ani bir değişimle evrimleştiği yönündeki daha önce kabul edilen görüşe meydan okuyor.
Yakın zamanda yapılan bir araştırma, bitki biyolojisinin evrimine ilişkin ilgi çekici içgörüleri ortaya çıkararak, bitki biyolojisinin tarihini etkili bir şekilde yeniden yazdı. geçtiğimiz milyar yıl içinde nasıl evrimleştiler.
Nature Plants dergisinde yayınlanan araştırma, bitkilerin zaman geçtikçe kendi anatomik tasarım yelpazesini yavaş yavaş geliştirdiklerini ve bu sürecin üstesinden gelmek ve uyum sağlamak için dönemsel yenilik patlamalarıyla noktalandığını ortaya koyuyor.
Bu tür bulgular, tıpkı hayvanlar gibi, bitki türlerinin temel çeşitlerinin de, evrimsel tarihlerinin erken dönemlerinde büyük bir ani değişim patlamasıyla evrimleştiği yönündeki uzun süredir inanılan inancı yıkıyor.
İskoçya’daki Cairngorms Ulusal Parkı’ndaki bataklık bir derede, yosunlardan çiçekli türlere kadar çok çeşitli kara bitkileri topluluğu bir arada büyüyor. Katkıda bulunan kişi: Sandy Hetherington, Edinburgh Üniversitesi, Birleşik Krallık
Bristol Üniversitesi Paleobiyoloji Profesörü ortak yazar Philip Donoghue şunları söyledi: “Bitkiler tasarım ve organizasyon açısından olağanüstü çeşitliliğe sahip olsa da, bir milyar yıldan daha uzun bir süre önce denizde ortaya çıkan ortak bir atayı paylaşıyorlar.
“Tarihlerinin başlarında gerçekten büyük bir patlamayla mı evrimleştiklerini, yoksa evrimlerinin daha yavaş ve daha sürekli mi olduğunu test etmek istedik. işlem. Şaşırtıcı bir şekilde, sonuçlar bitki evriminin biraz karışık olduğunu ortaya çıkardı; uzun dönemli kademeli değişim, büyük ölçekli yeniliklerin kısa patlamalarıyla kesintiye uğradı ve karada yaşamanın zorluklarının üstesinden geldi.”
Bu teoriyi test etmek için bilim adamlarından oluşan ekip, tek hücreli havuz pisliği ve deniz yosunundan, yosunlardan eğrelti otlarına, çamlardan, kozalaklı ağaçlara ve çiçekli bitkilere kadar her şeyi içeren kara bitkilerine kadar uzanan 248 bitki grubunun benzerliklerini ve farklılıklarını analiz etti. Ayrıca, 400 milyon yıldan daha önce yaşamış olan Devoniyen Rhynie Chert’teki türler de dahil olmak üzere, yalnızca fosil kayıtlarından bilinen, soyu tükenmiş 160 gruba da baktılar.
Bitki tasarımlarının bileşenlerine ayrılmasıyla 130.000’den fazla gözlem oluşturuldu. ve yaşayan ve fosil olan ana grupların her birinde mevcut olan veya bulunmayanların kaydedilmesi. Bilgisayarlı istatistiksel teknikler, gruplar arasındaki genel benzerlik ve farklılıkları ve bunların zaman içinde nasıl değiştiğini ölçtü.
Ata kara bitkisinin yaşayan en yakın akrabalarından biri olan yosun Polytrichum commune. Katkıda bulunan: Silvia Pressel, Doğa Tarihi Müzesi
Bilim insanları ayrıca sporların, tohumların, köklerin, yaprakların, polenlerin ve çiçeklerin ortaya çıkışı gibi bu evrimsel yeniliklere neyin yol açtığını bulmaya çalıştı.{ 4}
Bristol Üniversitesi Biyolojik Bilimler Araştırma Görevlisi, eşbaşkan yazar Dr. James Clark şunları söyledi: “Bitki anatomik tasarımındaki değişikliklerin, tüm hücresel genetik yapının iki katına çıktığı olaylarla bağlantılı olarak meydana geldiğini bulduk. . Bu durum, genom kopyalama sürecindeki hataların sonucunda, mutasyona uğrama ve yeni işlevler geliştirmede özgür olan genlerin kopyalarının yaratılması nedeniyle bitki evrimi tarihinde birçok kez yaşanmıştır.”
Ancak bitkinin ana bakliyatları Anatomik evrimin, bitkilerin denizden karaya aşamalı olarak ortaya çıkmasıyla bağlantılı olarak giderek daha kuru olan ortamlarda yaşama ve üreme zorluğuyla ilişkili olduğu bulundu.
Yardımcı yazar Dr. Sandy Hetherington’ın, Kara bitkilerinin evrimi, Bristol Üniversitesi’nde yetişmekte olan bir jeolog olarak başladı ve şu anda Edinburgh Üniversitesi’nde çalışmalarına devam ediyor.
Şunları söyledi: “Genel olarak bitki anatomik tasarımlarının evrimindeki epizodik darbelerin modeli eşleşiyor hayvanlar ve mantarlar gibi karmaşık yaşamın diğer çok hücreli krallıklarında görülenler. Bu, bunun başlangıcından itibaren karmaşık çok hücreli yaşamın genel bir modeli ve planı olduğunu gösteriyor.”
Kaynak: “Bitki krallığında fenotipik eşitsizliğin evrimi”, James W. Clark, Alexander J. Hetherington, Jennifer L. Morris, Silvia Pressel, Jeffrey G. Duckett, Mark N. Puttick, Harald Schneider, Paul Kenrick, Charles H. Wellman ve Philip C. J. Donoghue, 4 Eylül 2023, Nature Plants.
DOI: 10.1038/s41477-023 -01513-x