 |
|
|
|
|
|
 |
 |
Neues aus der Welt der Wissenschaft |
|
|
|
|
|
|
Ursprung der Landpflanzen: Schlüsselereignis entdeckt? |
|
| | | Dass sich die heutigen Landpflanzen aus algenartigen Vorfahren entwickelt haben, ist weithin bekannt. Wie und vor allem warum die Pflanzen das Land eroberten, gibt hingegen noch Anlass zu Spekulationen. Amerikanische Paläontologen meinen die Ursache für die Eroberung der Kontinente gefunden zu haben: Die Fähigkeit, Holzstoff in den Zellwänden zu bilden. |
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
Anlass dafür gibt die Untersuchung der ausgestorbenen Spezies "Asteroxylon", die als eine der ältesten Landpflanzen der Erdgeschichte gilt:
George Cody vom Carnegie Institute in Washington, fand mit einer neuartigen Untersuchungsmethode heraus, dass bereits diese Art über die biochemische "Erfindung" der Ligninsynthese verfügt haben muss.
|
|
"In situ chemical analysis of ancient microfossils with STXM"
Das Manuskript "In situ chemical analysis of ancient microfossils with STXM" von George D. Cody, Charles Kevin Boyce, Andrew Knoll, Sue Wirick und Chris Jacobsen wurde am 225. nationalen Treffen der American Geophysical Society in New Orleans präsentiert. |
|
|
 225th ACS National Meeting |
|
|
|
|
|
|
Derbe Zellwände der Pflanzenzellen ... |
|
| |
Vergleicht man die Zellen von Tieren und Gefäßpflanzen im Mikroskop, fällt sofort ein markanter Unterschied auf: Während die meisten Tierzellen von dünnen Membranen umschlossen werden, weisen Pflanzenzellen mit ihren stabilen Zellwänden eine ungleich massivere Architektur auf.
|
|
|
|
|
|
... als Voraussetzung für die Eroberung der Kontinente |
|
| |
Diese Zellwände bestehen aus zwei verschiedenen Biomolekülen: Zum einen Zellulose, zum anderen aus Holzstoff - auch unter dem Namen "Lignin" bekannt. Grundsätzlich geht man davon aus, dass die biochemische Erfindung der Ligninsynthese eine wichtige Voraussetzung für die Eroberung des Landes war.
Der Grund hierfür liegt auf der Hand: Nur durch Massivbauweise kann eine Pflanze der Schwerkraft trotzen und vom flächigen Mattenwachstum zur dreidimensionalen Architektur übergehen, die für die heutigen Gefäßpflanzen charakteristisch ist.
|
|
|
|
|
|
Schlüsselereignis im Dunkeln |
|
| |
Wann und wie genau die Fähigkeit zur Ligninbildung in der Evolution aufgetreten ist, war bislang nicht genau bekannt. George Cody, ein Chemiker vom Carnegie Institute in Washington, ist nun der Antwort auf diese Frage auf die Spur gekommen.
Er untersuchte fossile Überreste der Gattung "Asteroxylon" mit einer neuartigen Technik und machte dabei eine überraschende Entdeckung.
|
|
Bärlappgewächs "Asteroxylon"
Die ausgestorbene Gattung "Asteroxylon" gilt als eine der ältesten Landpflanzen der Erdgeschichte, Fossilien wurden beispielsweise in den Torf-Gebieten von Rhynie in Schottland gefunden. Asteroxylon wird der Gruppe der Bärlappgewächse zugerechnet, die gegenwärtig weltweit mit nur mehr sechs bis acht Gattungen (bzw. ca. 1.000 Arten) vertreten sind. Ihren Entwicklungshöhepunkt erlebten die Bärlappe während des Karbon-Zeitalters vor etwa 355-290 Mio. Jahren. |
|
|
|
|
|
|
Wer leistete die evolutionäre Innovation? |
|
| |
Bisher war unklar, ob bereits "Asteroxylon" Holzstoff in seine Zellwände einlagern konnte, oder ob diese evolutionäre Innovation auf das Konto von später lebenden Arten ging.
Um diese Frage zu beantworten, sind im Prinzip zwei Dinge notwendig: Erstens die Herauslösung des organischen Materials aus dem fossilen Pflanzenteil. Und zweitens dessen chemische Analyse.
|
|
|
|
|
|
Neue Methoden entwickelt |
|
| |
Bisher war es aber so, dass die Gewinnung des organischen Materials zu einer Zerstörung der Zellstrukturen geführt hat. George Cody und sein Team lösten diese Problem, indem sie zwei Methoden kombinierten:
Zunächst lösten sie die organischen Bestandteile mit Flusssäure aus dem fossilen Fundstück und analysierten dann die erhaltene Zellstruktur mit einer besonderen Art der Röntgen-Mikrosopie.
|
|
|
|
|
|
Holz-Pionier "Asteroxylon"? |
|
| |
Das Ergebnis der Analyse: Die Zellwand von "Asteroxylon" weist charakteristische Lignin-Einschlüsse auf, der Pionier der Landpflanzen war also bereits im Besitz der biochemischen Holzstoff-Synthese.
Was die biologischen Konsequenzen dieser Erkenntnis betrifft, halten sich die Autoren allerdings bedeckt. Ob nun "Asteroxylon" tatsächlich als der "Erfinder" des Holzstoffes in die Geschichte der Natur eingeht, bleibt unklar.
Cody und seine Co-Autoren sprechen lediglich von einem "bestimmenden Ereignis der Erdgeschichte".
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
Mehr zu diesem Thema in science.ORF.at:
|
|
|
01.01.2010 |
