Med sitt eget botaniska insamlingsmaterial och sin forskningskunskap om evolutionen av korsblommiga växter (växter av kålfamiljen) har biovetare vid Heidelbergs universitet bidragit till en storskalig internationell studie som har tagit fram ett omfattande "livets träd" för blommande växter .
För detta ändamål analyserade forskare över hela världen – ledd av Royal Botanic Gardens i Kew (Storbritannien) – den genetiska informationen för mer än 9 500 arter från nästan 8 000 släkten. Förutom välkända växttyper som finns på jorden idag undersökte de också de genetiska koderna för månghundraåriga exemplar och redan utdöda exempel.
För sitt deltagande i projektet "Livets träd" kunde Heidelberg-forskarna från Centrum för organismstudier använda omfattande forskningsmaterial från levande samlingar, frösamlingar och herbariet.
Vid Centre for Organismal Studies (COS) vid Heidelbergs universitet forskar avdelningen för biologisk mångfald och växtsystematik, under ledning av prof. Dr. Marcus Koch, om arternas ursprung och biologisk mångfald, samt belyser och beskriver de bakomliggande evolutionära processerna .
Växter av kålfamiljen är ett stort fokus. Förutom odlade växter inkluderar de vetenskapliga modellväxter som krasse, även känd som Arabidopsis thaliana. För sina forskningsstudier använder Heidelberg-forskarna växtmaterial med dokumenterad historia och ursprung.
"Under de senaste över 25 åren har vi samlat detta material på många upptäcktsresor och expeditioner och har deponerat det i våra kurerade samlingar", säger prof. Koch, som också är chef för Heidelbergs universitets botaniska trädgård, som omfattar nästan 10 000 arter. i levande odling.
Speciellt intressant för Marcus Koch och hans team är herbarier, där växter och växtdelar konserveras för vetenskapliga ändamål i torkad eller pressad form. Herbariet i Heidelberg innehåller nästan 500 000 exemplar. "Även århundraden senare kan DNA, den genetiska informationen, från torkade växter isoleras och användas för evolutionära analyser", förklarar Prof. Koch.
Avgörande för forskningsarbetet är också fröbanker. Under optimala omständigheter kan till och med månghundraårigt växtmaterial fås att gro igen, säger forskaren, som har engagerat sig i undervisning och forskning vid Heidelbergs universitet sedan 2003 som professor i växtsystematik, biologisk mångfald och evolution.
När det gäller kålfamiljen har forskarna vid COS byggt upp inte bara en omfattande samling av herbarieexemplar och frön med tusentals prover utan också en omfattande vetenskaplig databas kallad BrassiBase. Utöver sitt eget forskningsmaterial använder de lager som finns i andra tyska och internationella samlingar.
Heidelbergs forskningskunskap om korsblommiga växters evolutionära processer och ursprunget till deras arter flödade in i "livets träd" för blommande växter, som just har dykt upp. Blommande växter utgör cirka 90 procent av alla kända växter på land, finns praktiskt taget överallt på jorden och används som föda, råvara eller energikälla.
Efter att ha dök upp för över 140 miljoner år sedan, har frågan om hur de kunde utveckla denna "dominans" gentemot andra växter sysselsatt forskare till denna dag. "Livets träd" – bland de 9 500 arterna som analyserades fanns enbart 800 blommande växter vars DNA ännu inte hade sekvenserats – tillåter oss nu att få nya insikter om deras ursprung och relationer.
Projektinitiativarna understryker att data kommer att bidra till att identifiera nya arter, förfina växtklassificering, avslöja nya medicinska föreningar och bevara växter inför klimatförändringar och förlust av biologisk mångfald. 279 forskare från 138 organisationer världen över samarbetade i den storskaliga studien.
Uppsatsen publiceras i tidskriften Nature .
Mer information: William Baker, Phylogenomics and the rise of the angiosperms, Nature (2024). DOI:10.1038/s41586-024-07324-0. www.nature.com/articles/s41586-024-07324-0
Journalinformation: Natur
Tillhandahålls av Heidelberg University
