Nr. 33 / 2024

08. Mai 2024 : Entstehungsgeschichte der Blütenpflanzen: Biologen publizieren in internationalem Wissenschaftsmagazin „Nature“

Ein internationales Pflanzenforscherteam unter Beteiligung von weltweit 138 Institutionen hat unter Mitwirkung von apl. Prof. Dr. Klaus Mummenhoff von der Universität Osnabrück und Dr. Kasper Hendriks, der seinerzeit ebenfalls an der Universität Osnabrück forschte, eine neue Entstehungsgeschichte der Blütenpflanzen im führenden internationalen Wissenschaftsjournal „Nature“ veröffentlicht.

Klaus Mummenhoff befindet sich mittlerweile offiziell im Ruhestand und Kaspar Hendriks forscht aktuell am Naturalis Biodiversity Center in Leiden (Niederlande). Beide Forscher sind ehemalige Mitglieder der Osnabrücker AG Botanik des Fachbereichs Biologie/Chemie.

„Angiospermen (Blütenpflanzen) sind Eckpfeiler der terrestrischen Ökosysteme und der menschlichen Lebensgrundlage“, erklärt Mummenhoff. Blütenpflanzen repräsentieren etwa 90 Prozent des gesamten bekannten Pflanzenlebens an Land und sie sind praktisch überall auf der Erde zu finden ­– von den feuchtwarmen Tropen bis zu den Felsen der antarktischen Halbinsel. Und doch ist unsere Vorstellung, wie diese Pflanzen schon bald nach ihrer Entstehung die Erde dominierten, lückenhaft. Für ein solides Verständnis der Evolution der Angiospermen ist ein robuster Stammbaum erforderlich, um ihren Aufstieg zur ökologischen Dominanz zu verstehen.

Zur Erstellung eines solchen Stammbaums wurden die Gensequenzen von 353 Kerngenen von 9500 Pflanzenarten – lebende und Jahrhunderte alte Herbarbelege - verwendet. Die gigantische Datenmenge von 353 Gen-Sequenzen wurde auf Großrechnern ausgewertet und resultierende Stammbäume mit Daten aus 200 Pflanzenfossilien kalibriert. Wie ein Periodensystem für blühende Pflanzen zeigt dieser Stammbaum, wie Pflanzen miteinander verwandt sind. Aus der phylogenetischen Analyse geht auch hervor, dass die Angiospermen (Blütenpflanzen) sich explosionsartig in ihrer frühen Entwicklungsphase (Mesozoikum) diversifiziert haben. „Der Stammbaum ermöglicht einen Blick in die Vergangenheit zum Ursprung der Blütenpflanzen, erleichtert die Klassifikation der Pflanzen und die Entdeckung neuer medizinischer Wirkstoffe und bildet darüber hinaus eine solide Grundlage für den Schutz vor dem Verlust der biologischen Vielfalt und den Konsequenzen des Klimawandels“, so Mummenhoff weiter.

Dr. Kasper Hendriks und apl. Prof. Dr.  Klaus Mummenhoff haben die DNA-Sequenzdaten der Ordnung der Brassicales (Brassicaceae, Kohlgewächse und 18 verwandte Pflanzenfamilien) zu diesem internationalen Projekt beigetragen. 

Erst kürzlich haben beide Forscher gemeinsam mit Dr. Frederic Lens (Naturalis Biodiversity Center, Leiden) und anderen Kollegen die erste robuste Brassicaceen Phylogenie auf der Basis einer Multi-Genanalyse im renommierten Wissenschaftsjournal „Current Biology“ vorgelegt. Im Rahmen eines von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Dutch Research Council (NWO) geförderten Projektes wollen die Forscher klären, wie und warum in der Familie der Brassicaceen in den verschiedenen Entwicklungslinien immer wieder verholzte Pflanzenkörper parallel entstanden sind. 

In Anerkennung der Beiträge von apl. Prof. Dr. Klaus Mummenhoff auf diesem Forschungsgebiet wurden kürzlich zwei Arten der Brassicaceen (Lepidium mummenhoffianum, Noccaea mummenhoffiana) sowie eine Pflanzengattung (Mummenhoffia) nach ihm benannt.

Zu den Publikationen:

Zuntini et al., 2024. Phylogenomics and the rise of the angiosperms. Nature, Published online 24 April 2024 https://doi.org/10.1038/s41586-024-07324-0

Hendriks et al., 2023. Global Brassicaceae phylogeny based on filtering of 1,000-gene dataset. Current Biology 33: 1–17 doi.org/10.1016/j.cub.2023.08.026

Weitere Informationen für die Redaktionen: 
apl. Prof. Dr.  Klaus Mummenhoff, Universität Osnabrück
Fachbereich Biologie/Chemie
klaus.mummenhoff@uos.de