Forskare har hittat en förklaring till hur blommande växter blev dominerande så snabbt i ekosystem över hela världen - ett problem som Charles Darwin kallade ett ”avskyvärt mysterium”. I en studie publicering den 11 januari i open access journal PLOS Biologi , Kevin Simonin och Adam Roddy, från San Francisco State University respektive Yale University, fann att blommande växter har små celler i förhållande till andra stora växtgrupper och att denna lilla cellstorlek möjliggörs av en kraftigt reducerad genomstorlek.

I mer än 200 år har forskare har spekulerat om blommande växters otroliga mångfald och framgång, som utgör grunden för vårt livsmedelssystem och är ansvariga för att ge näring åt mycket av den djurs mångfald vi ser idag.

Under de senaste trettio åren har forskare visat att de blommande växterna har oöverträffad fotosyntes. Detta har gjort det möjligt för dem att växa snabbare och att tävla ormbunkar och barrträd som hade dominerat ekosystem i hundratals miljoner år. Hemligheten bakom metaboliska framgångar hos blommande växter är deras specialiserade löv som underlättar snabbare vattentransport och koldioxidupptag. Men hur kunde de blommande växterna bygga löv som klarade dessa höga transpirationshastigheter och fotosyntes?

Denna nya forskning ger en mekanism. Genom att skura litteraturen efter data, författarna hävdar att dessa anatomiska innovationer är direkt kopplade till storleken på deras genom.

Eftersom varje cell måste innehålla en kopia av växtens genom, mindre genomer gör att celler kan vara mindre, och om cellerna är mindre kan fler celler (t.ex. de som är specialiserade på fotosyntetisk metabolism och vatten- och näringstransport) packas in i en given volym. Dessutom, genom att krympa storleken på varje cell, vatten- och näringstillförsel kan effektiviseras.

Jämför hundratals arter, forskarna fann att nedskärningen av genomet började för cirka 140 miljoner år sedan och sammanföll med spridningen av de tidigaste blommande växterna runt om i världen. "De blommande växterna är den viktigaste gruppen av växter på jorden, och nu vet vi äntligen varför de har varit så framgångsrika, " de säger.

Även om denna forskning besvarar en stor fråga, det öppnar dörren till många fler. Varför kunde de blommande växterna krympa sina genomer mer än andra växtgrupper? Vilka innovationer i genomstruktur och förpackning har de blommande växterna utnyttjat? Hur har ormbunkar och barrträd lyckats undvika utrotning trots deras stora genomer och celler?