Etikett: blommor

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