De voorouder van magnolia. En eiken, gras, tomaten, narcissen en nog veel meer. Hervé Sauquet & Jürg Schönenberger 

Hoewel de meeste plantensoorten op aarde bloemen hebben, is de evolutionaire oorsprong van bloemen zelf in mysterie gehuld. Bloemen zijn de geslachtsorganen van meer dan 360,000 soorten planten die tegenwoordig leven, allemaal afgeleid van een enkele gemeenschappelijke voorouder in het verre verleden. Deze voorouderlijke plant, die ergens tussen de 250 en 140 miljoen jaar geleden leefde, produceerde de eerste bloemen in een tijd dat de planeet warmer was en rijker aan zuurstof en broeikasgassen dan nu. Een tijd waarin dinosaurussen door oerlandschappen zwierven.

Maar ondanks het feit dat dinosaurussen 65 miljoen jaar geleden uitstierven, hebben we er een beter idee van hoe een Iguanodon eruit zag dan hoe de voorouderlijke bloem werd gebouwd.

Dit komt mede doordat deze eerste bloemen geen sporen nalieten. Bloemen zijn fragiele structuren die alleen in de meest gelukkige omstandigheden kunnen worden omgezet in fossielen. En aangezien er geen fossiel is gevonden dat ouder is dan 140 miljoen jaar, hebben wetenschappers slechts een beperkt idee van hoe de uiteindelijke voorouder eruit zou hebben gezien. Tot nu.

Een groot nieuw onderzoek door een internationaal team van botanici heeft geleid tot de beste reconstructie tot nu toe van deze voorouderlijke bloem. Het onderzoek, gepubliceerd in Nature Communications, vertrouwt niet zozeer op fossielen als wel op het bestuderen van de kenmerken van 800 van zijn levende afstammelingen.

Door de overeenkomsten en verschillen tussen verwante bloeiende planten te vergelijken, is het mogelijk om de kenmerken van hun recente voorouders af te leiden. Omdat bijvoorbeeld alle orchideeënsoorten bloemen hebben waarvan de ene helft het spiegelbeeld is van de andere (bilaterale symmetrie), kunnen we veronderstellen dat hun voorouder bilaterale bloemen moet hebben gehad. Door die recente voorouders met elkaar te vergelijken is het dan mogelijk om een ​​stap verder terug in de tijd te gaan, enzovoort, tot we uiteindelijk bij de basis van de stamboom van de bloeiende planten komen.

Dus hoe zag het eruit?

In sommige opzichten lijkt de oorspronkelijke bloem op een moderne magnolia: hij heeft meerdere, ongedifferentieerde "bloemblaadjes" (technisch gezien tepalen), gerangschikt in concentrische ringen. In het midden bevinden zich meerdere rijen geslachtsorganen, waaronder stuifmeelproducerende meeldraden en zaadknopdragende eierstokken. Het is moeilijk om de verleiding te weerstaan ​​om je voor te stellen dat oude bestuivers in deze bloem kruipen, stuifmeelkorrels verzamelen terwijl ze onbewust de plant helpen om zaden te produceren.

Een controversieel seksleven

De nieuwe studie helpt bij het oplossen van de controverse over de vraag of vroege bloemen gescheiden geslachten hadden, of dat zowel mannelijke als vrouwelijke voortplantingsorganen in dezelfde bloem waren gecombineerd. Eerder bewijs wees op verschillende antwoorden. Enerzijds een van de vroegst uiteenlopende afstammingslijnen van bloeiende planten, tegenwoordig alleen vertegenwoordigd door een zeldzame struik van het Pacifische eiland Nieuw-Caledonië genaamd Amborella, heeft bloemen die zijn mannelijk of vrouwelijk. Aan de andere kant combineren de meeste moderne soorten beide geslachten in dezelfde bloem.

Alle levende bloemen komen uiteindelijk voort uit een enkele voorouder die ongeveer 140 miljoen jaar geleden leefde. Hervé Sauquet & Jürg Schönenberger

De auteurs van de studie lossen de vraag op en laten zien dat de voorouderlijke bloem een ​​hermafrodiet was. Dit betekent dat vroegbloeiende planten zich zowel als mannetje als vrouwtje kunnen voortplanten. Gecombineerde geslachten kunnen voordelig zijn bij het koloniseren van nieuwe omgevingen, aangezien een enkel individu zijn eigen partner kan zijn, en inderdaad zijn veel plantensoorten die afgelegen oceanische eilanden koloniseren vaak hermafrodiet. Misschien hielp de combinatie van geslachten vroegbloeiende planten om hun rivalen te verslaan.

De duivel zit in de details

Ondanks de schijnbare gelijkenis met sommige moderne bloemen, heeft hun ultieme voorouder een paar verrassingen in petto. Botanici hebben bijvoorbeeld lang gedacht dat vroege bloemen bloemendelen hadden gerangschikt in een spiraal rond het midden van de bloem zoals te zien is bij moderne soorten zoals de steranijs.

De nieuwe reconstructie suggereert echter sterk dat de organen van vroege bloemen niet in een spiraal waren gerangschikt, maar in een reeks concentrische cirkels of "slierten", zoals bij de meeste moderne planten. De vroege bloem had echter meer kransen, wat suggereert dat bloemen in de loop van de tijd eenvoudiger zijn geworden. Paradoxaal genoeg heeft deze eenvoudigere architectuur moderne planten misschien een stabielere basis gegeven om te evolueren en complexere taken uit te voeren, zoals geavanceerde interactie met bepaalde insecten zoals in orchideeën, of de productie van "bloemhoofdjes" gemaakt van tientallen of honderden eenvoudigere bloemen zoals in de zonnebloemfamilie.

Hoewel we nu een goed idee hebben van hoe een van de vroegste bloemen eruit kan hebben gezien, weten we nog weinig over hoe die bloem is ontstaan. De gedetailleerde stappen die leiden tot de evolutie ervan zijn onbekend. Misschien moeten we wachten op de ontdekking van nieuwe fossiele bloemen die de kloof van ongeveer 250 tot 140 miljoen jaar geleden overspannen, voordat we de oorsprong kunnen begrijpen van wat de meest diverse seksuele structuur op aarde is.

Over de auteur

Mario Vallejo-Marin, universitair hoofddocent evolutiebiologie, Universiteit van Stirling

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees de originele artikel.

Related Books:

at InnerSelf Market en Amazon