Botanici hebben de verwantschappen tussen meer dan 9500 soorten bloeiende planten in kaart gebracht. De enorme stamboom geeft inzicht in wat Darwin een ‘afschuwelijk mysterie’ noemde.

Botanici hebben de evolutionaire verwantschappen tussen bloeiende planten in kaart gebracht. Dat deden ze op basis van genetische informatie over meer dan 9500 soorten. De nieuwe stamboom, gepubliceerd in Nature, helpt wetenschappers om de oorsprong van bloeiende planten te achterhalen en betere beschermingsstrategieën te ontwikkelen.

Ongeveer 90 procent van alle landplanten zijn bedektzadigen: planten die bloeien en vruchten dragen. Deze planten zijn essentieel voor het in stand houden van de ecosystemen op aarde. Ze slaan bijvoorbeeld koolstof op en produceren zuurstof. Ook vormen ze het gros van ons voedsel.

Dossier: het raadsel mens
LEES OOK

Dossier: het raadsel mens

Ons lichaam bevat flink wat raadsels. We onderzoeken daar de verbazingwekkendste van en bespreken de bijzondere inzichten waar ze toe leiden.

‘Ons bestaan is ervan afhankelijk’, zegt taxonoom William Baker van de Royal Botanic Gardens, Kew, een botanische tuin in het Verenigd Koninkrijk. ‘Daarom moeten we ze echt begrijpen.’

Periodiek systeem

Baker en zijn collega’s ontwierpen moleculaire technieken om te zoeken naar 353 specifieke genen die in de kernen van alle bedektzadigen voorkomen. ‘Het totaal aantal genen in de kern is gigantisch’, zegt Baker. ‘Daarom moesten we ons beperken tot een specifieke set genen.’

Tot nu toe hebben de onderzoekers bij 9506 soorten bloeiende planten de DNA-volgorde van deze genen in kaart gebracht. Het onderzoek omvat bijna alle bekende families van bedektzadigen en ongeveer 8000 van de 13.400 geregistreerde geslachten.

De onderzoekers analyseerden exemplaren uit wereldwijde collecties en openbare databases. Sommige daarvan waren meer dan 200 jaar oud. Veel waren afkomstig van uitgestorven soorten.

Door de genen van de bloeiende planten te vergelijken, konden de onderzoekers hun plek op de stamboom bepalen. Het is de meest uitgebreide kijk op bedektzadigen tot nu toe, zegt Baker. ‘We vergelijken het vaak met het periodiek systeem der elementen’, zegt hij. ‘Het is het fundamentele raamwerk van het leven.’

Explosie van diversiteit

Bedektzadigen zijn zo’n 140 miljoen jaar geleden ontstaan. Al gauw overtroffen ze de bloemloze naaktzadigen als ‘s werelds meest dominante plantensoort. Het abrupte verschijnen van bloeiende planten in het fossielenbestand heeft de afgelopen eeuwen veel verbazing gewekt onder wetenschappers. De beroemde bioloog Charles Darwin noemde het een ‘afschuwelijk mysterie’.

De nieuwe stamboom bevestigt dat ongeveer 80 procent van de belangrijkste afstammingslijnen van bloeiende planten die tegenwoordig nog bestaan, deel uitmaakten van deze vroege explosie van diversiteit. ‘We kunnen niet zeggen dat we dit ‘afschuwelijke mysterie’ hebben opgelost, maar we kunnen nu wel zeggen dat er echt sprake is van een mysterie’, zegt Baker.

stamboom bedektzadigen
De stamboom van bloeiende planten toont de evolutionaire verwantschappen tussen duizenden soorten. Beeld: Kunming Institute of Botany

De stamboom werpt ook licht op een andere toename in diversiteit van bedektzadigen. Die vond ongeveer 40 miljoen jaar geleden plaats en werd waarschijnlijk veroorzaakt door een wereldwijde daling van de temperatuur.

Medicijnen

In de toekomst zou je met de stamboom kunnen zoeken naar planten met de juiste eigenschappen voor nieuwe medicijnen, zegt bioloog Ilia Leitch, een van de onderzoekers. Ook kan de stamboom wetenschappers helpen om nieuwe plantensoorten te identificeren en te beoordelen welke het kwetsbaarst zijn voor klimaatverandering.

‘Dit is het nieuwste en beste evolutionaire raamwerk van waaruit nieuwe studies kunnen worden uitgevoerd. Zo komen we dichter bij het ontdekken van de mechanismen die bloeiende planten in staat stelden de wereld te veroveren’, zegt bioloog Ryan Folk van de Mississippi State Universiteit.