Amborella är sekvenserad

I sydvästra Stilla havet, öster om Australien, finns en ögrupp som har en speciell plats i hjärtat hos alla trädälskare – Nya Kaledonien! Här finns många unika och spännande arter av både växter och djur. En mycket viktig sådan för evolutionsbiologerna är det lilla trädet Amborella trichopoda, vilket är den enda arten i släktet Amborella. Det har visat sig att Amborella utgör en egen gren allra längst nere vid roten av de nutida blomväxternas släktträd. Man kan alltså säga att Amborella är en kusin till alla andra nu levande blomväxter.

Nu har en grupp av amerikanska forskare under ledning av Claude W. dePamphilis släppt en preliminär version av Amborellas sekvenserade arvsmassa (www.amborella.org). Detta ger helt nya möjligheter att studera blomväxternas evolution. Alla blomväxter som tidigare fått sina arvsmassor sekvenserade är nämligen antingen enhjärtbladiga växter (t.ex. ris och majs) eller tvåhjärtbladiga växter (t.ex. poppel, sojaböna och äpple), men Amborella tillhör alltså istället en annan, mycket äldre grupp av blomväxter.

Utöver blomväxter har också en lummerväxt (Selaginella moellendorffii) och en mossa (Physcomitrella patens) fått sina arvsmassor sekvenserade. Vad som saknas är en ormbunke och en nakenfröig växt, och så skulle naturligtvis en levermossa också vara bra. Ormbunken får vi nog vänta på, men på andra sidan Atlanten har de faktiskt släppt preliminära versioner även av de sekvenserade arvsmassorna av vitgran (Picea glauca) och loblollytall (Pinus taeda). Tyvärr verkar det vara bara i form av stora nedladdningsbara filer, vilket är alltför ohanterligt förutom för de mest fanatiskt intresserade dataprogrammerarna. Dessa data lär dock med tiden dyka upp i mer hanterligt format. Det stora svenska initiativet att sekvensera arvsmassan hos den svenska granen (Picea abies), som det var sådant ståhej om i media under 2010, har hittills inte genererat några allmänt tillgängliga data, men vi får väl se…

Kottar kan också vara hermafroditer!

Blomman är e1107100005n av de största innovationerna i evolutionshistorien. Detta uttalande upprepas i det oändliga när man studerar växtbiologi. Problemet är att man inte vet hur blomman har uppstått, eftersom de äldsta blomfossil som finns redan ser ut som perfekta små blommor! Det råder dock ingen brist på idéer och spekulation om hur det kan ha gått till.

En av de viktigaste skillnaderna (enligt evolutionsbiologerna) mellan blommor och barrträdskottar är att blommor är hermafroditer, d.v.s. de är tvåkönade med både hanliga och honliga reproduktionsorgan i samma struktur. I mitten sitter pistillen (honan) och runt den sitter ståndarna (hanarna). Ordningen med pistillen på toppen och ståndarna runt omkring är mycket stabil. Det finns bara två kända undantag, den mexikanska blomman Lacandonia schismatica och vissa blommor i familjen Hydatellaceae, där ståndarna sitter i mitten omgivna av pistiller.

2010_0515enbär_o_grankottar0057Enkönade blommor bildas genom att pistill eller ståndare aborteras eller så är den ena av dem steril. I barrträden däremot är pollenkottar (hanarna) och frökottar (honorna) helt separerade redan från början. De har till och med olika evolutionära historier bakom sig (lite mer om det finns att läsa under ”Min forskning”). Detsamma gäller de flesta nakenfröiga växter. MEN, det finns undantag! Många barrträd som normalt har enkönade kottar gör ibland istället hermafroditiska kottar, med både pollensäckar och fröfjäll. Hanorganen sitter även här alltid i den nedre delen av kotten och honorganen i den övre delen.

Lluvia Flores-Rentería m.fl. publicerade 2011 en studie i American Journal of Botany där de utförde korsningar för att testa om han- och honorganen i en hermafroditisk tallkotte var fertila. Både pollen och fröämne visade sig fungera som de skulle. Trots att tvåkönade barrträdskottar varit kända åtminstone sedan 1800-talet verkar det inte som att det tidigare slagit någon att testa om dessa kottar verkligen fungerar som de ska när det gäller sex och reproduktion.

Men varför får dessa barrträd plötsligt för sig att göra tvåkönade kottar istället för enkönade? Hur går det egentligen till när det bestäms om det ska bildas pollensäckar eller fröfjäll i det lilla kottanlaget? Man vet sedan tidigare att samma molekyler i både barrträdskottar och blommor bestämmer om de små organanlagen ska bli ett hanorgan eller ett honorgan, så det är åtminstone delvis samma molekylära mekanismer som kontrollerar blommornas och kottarnas utveckling. Men man har fortfarande ingen aning om varför vissa barrträdskottar innehåller både pollensäckar och fröfjäll. Någonting måste vara annorlunda i dessa kottar jämfört med de vanliga kottarna, men vad? På senare år har molekylärbiologerna så smått börjat intressera sig för frågan, men ännu har det inte lett till någon vetenskaplig publikation. Kanske kan denna mystiska mekanism vara en viktig ledtråd till hur det egentligen gick till när blomman bildades?

Vill du veta mer?

Rudall m.fl. (2011). Recurrent abnormalities in conifer cones and the evolutionary origins of flower-like structures. Trends in Plant Science 16(3), s. 151

Flores-Rentería m.fl. (2011) Functional bisporangiate cones in Pinus johannis (Pinaceae): Implications for the evolution of bisexuality in seed plants. American Journal of Botany 98(1), s.130

Vardagens små irritationsmoment

Jag tågpendlar mellan Uppsala och Stockholm varje dag. När tåget närmar sig Arlanda dyker alltid samma automatiska meddelande upp, vilket inkluderar följande:

”Keep your ticket until you have exit the station”.

Det heter ”have exited”! Inte ”have exit”.

Jag är tydligen inte den enda språkpolisen som uppmärksammat detta. Att dessa fåniga småsaker kan vara så irriterande…

Frisyrens ursprung

Jag har funderat på en sak. När fick människan hår egentligen? På huvudet alltså. Inga andra apor har huvudhår som bara fortsätter växa. De har i princip samma päls på huvudet som överallt annars. Så när dyker detta hår upp? Hår som inte klipps och kammas blir ju oftast trassligt och risigt och dessutom långt och opraktiskt. Kanske tyckte folk att det var sexigt med hår på huvudet? Något måste i alla fall ha gjort att detta med hår på skallen blev fördelaktigt när det väl uppstått, annars skulle vi ju fortfarande ha vår gamla päls istället.

På museum och TV-dokumentärer där man försöker rekonstruera hur tidigare människoarter och stenåldersmänniskor såg ut har Lucy och de andra i släktet Australopithecus päls som dagens apor. De stolta representanterna av Homo däremot brukar oftast ha hår som vårt. Så vitt jag vet finns det inga belägg för denna skillnad. Det som finns är skallar, minus hår. De äldsta hår man hittat är så vitt jag vet bara några tusen år gammalt, så hur man anser sig veta när håret uppstår och pälsen försvinner är lite av en gåta för mig. Alla dessa modeller, män som kvinnor, har i alla fall prydligt klippta frisyrer! Och männen särskilt har oftast kort, eller möjligen axellångt, hår. Men klippte verkligen Homo erectus håret? Eller började Homo sapiens med det? Och när då i sådana fall?

Fram till för ca 10 000 år sedan var alla människor mer eller mindre nomader. Många verkar bokstavligen ha följt efter maten efter säsong. De hade inga vagnar, dragdjur eller bilar, så de släpade inte runt med särskilt mycket tillhörigheter. Knivar hade de, så de borde väl ha kunnat skära av håret om det behövdes. Men fanns kammar? De kammar man hittat är så vitt jag vet alla från jordbrukssamhällen där folk är bofasta, fast kammar görs ofta av ben, trä eller liknande som inte bevaras lika bra som sten och metall. Så det är inte ju omöjligt att de fanns tidigare också.

Söker man på nätet efter saxens uppfinnare visar det sig att de flesta tror att det var Leonardo da Vinci som uppfann den. Han påstås faktiskt ha uppfunnit det mesta här i världen. Men i verkligheten använde kirurgerna i romarriket saxar som fungerade precis som moderna saxar, även om designen var lite annorlunda. Men saxar görs av metall, och att bearbeta metall har bara jordbruksbefolkningar gjort. Så klippt hår hade de tidiga människorna i alla fall inte!

Så hur länge har folk egentligen haft klippta frisyrer?

Pionjärerna – vem var först?

Tänk dig en växt. Det kan vara blomman i krukan i fönstret eller ett stort träd. Sen börjar du ta bort saker. Bort med blommor, kottar och frukter. Bort med barr och blad. Bort med rötterna. Bort med stammen och all ved. Blev det något kvar? Kanske något i stil med en pytteliten förgrenad pinne med små sporpåsar längst ut på kvistspetsarna.

Så såg faktiskt de första landväxterna man känner till ut. De allra tidigaste spåren av landväxter består av fossila sporer som är från den ordoviciska eran för ca 475 miljoner år sedan. Hur de växterna såg ut vet man naturligtvis inget om. Men fossil av hela, och ytterst små, växter finns från den efterföljande siluriska eran. Och de såg ut just som en liten förgrenad pinne med små sporkapslar i ändarna. Och de hade dessutom ledningskärl.

När man lär sig om växternas evolution verkar berättelsen baseras på det släktträd man får när man gör släktskapsanalyser på dagens växter. Då hamnar alltid bryofyterna (mossorna, nålfruktsmossorna och levermossorna) längst ner vid släktträdets rot, med levermossorna allra längst ner. Sedan kommer lummerväxternas gren. Ovanför dessa finns de tre välkända grenarna ormbunkarna, de nakenfröiga växterna och så blomväxterna. Detta släktträd tänker man sig att det motsvarar en tidsskala med först längst ner och sist längst upp.

Bryofyterna ska alltså komma först! Men var dessa tidiga små pinnar verkligen släkt med dagens mossor? Faktum är att de äldsta mossfossilen är från karboneran, vilket är samma era som de tidiga barrträden. De äldsta levermossfossilen är visserligen äldre, från devontiden, men fortfarande långt senare än de tidigaste växterna.

Eftersom de tidiga landväxterna faktiskt hade sporkapslar på själva växtkroppen och något som åtminstone ser ut som ledningskärl, kan de knappast ha varit bryofyter. Bryofyterna har en helt annan sorts generationsväxling än övriga växter, vilket utesluter dessa två saker. Inte heller är de särskilt lika lummerväxter, som brukar anses vara den äldsta och enklaste formen av kärlväxter.

Vad var då de tidiga landväxterna? Jag tror inte att de tillhör någon av dagens växtgrupper. De verkar ofta t.ex. ha en unik sorts ledningsvävnad. Och det är väl inte så konstigt. Alla organismer förändras med tiden av evolutionen, och det har hänt mycket på alla dessa hundratals miljoner år.

Källor:

Wellman m.fl. (2003) Fragments of the earliest land plants. Nature 425, s. 282

Kenrick & Crane (1997) The origin and early evolution of plants on land. Nature 389, s. 33

Taylor, Taylor & Krings (2009) Paleobotany. The biology and evolution of fossil plants. 2:a uppl. Academic Press

Avstavning

Trots att den ska vara anpassad till svenska, så envisas WordPress-sidan med att ändra all text man skriver in så att orden avstavas enligt engelsk modell. Mycket irriterande! Har dock inte hittat något sätt att slå av den funktionen ännu, så ni får tyvärr ha lite överseende.

Välkommen!

Efter att ha sovit i några år har min skrivlust vaknat igen och jag är tillbaka i bloggvärlden. Tanken är att denna blogg ska fyllas av små och (i mitt tycke) intressanta notiser om vetenskap och dessutom lite annat smått och gott. Det är ju trots allt en blogg och inte en vetenskaplig tidsskrift…

Efter mycket velande har jag valt att skriva på svenska och inte engelska, dels för att jag saknar att skriva på svenska och dels för att jag tycker det behövs mer vetenskap på svenska.