Darwin nannte es „ein abscheuliches Mysterium“. Er konnte einfach nicht erklären, warum Blumen so plötzlich im Fossilienbestand aufgetaucht waren, als wären sie aus dem Nichts entstanden und hätten den Planeten erobert. Nun, vielleicht hatte er mit seiner Verblüffung recht: Der Ursprung der Blumen ist sogar noch älter, als er dachte.
Vier Pollenkörner mit einer Größe von nur 0,02 Millimetern, gefunden in Küstenablagerungen vor Portugal, Sie haben den Ursprung der Blumen lediglich auf 123 Millionen Jahre zurückdatiert. Zwei Millionen Jahre früher als wir dachten. Offensichtlich hält die Natur für diejenigen, die sich ihrer Gewissheiten zu sehr sicher sind, immer einige Überraschungen bereit.
Als alles in der Kreidezeit begann
Die Geschichte beginnt in den Laboren der Universität Hannover und der Universität Bonn, wo Forscher Meeresablagerungen aus dem portugiesischen Lusitanischen Becken analysierten. Julia Gravendyck und sein Team suchten nach Spuren urzeitlichen Lebens, als sie auf etwas stießen, das jeden Paläobotaniker aus dem Sitz reißen würde: 123 Millionen Jahre altes Pollenfossil.
Stellen Sie sich folgende Szene vor: Vor Tausenden von Jahren fielen diese Körner in einen Fluss, wurden flussabwärts getrieben und erreichten schließlich das Meer, wo sie in Sedimenten abgelagert wurden. Dort blieben sie, perfekt erhalten, wie kleine Zeitkapseln, die uns vom ersten Ursprung der Blumen erzählen auf der Erde.
Professor Ulrich Heimhofer von der Leibniz Universität Hannover erklärt, dass „das Aufkommen der Blütenpflanzen die biologische Vielfalt erheblich verändert hat“. Doch wo und wann genau diese Entwicklung begann, war genau das Rätsel, das Darwin bereits als „abscheuliches Mysterium“ bezeichnete.
Die Besonderheit dieser Granulate liegt nicht nur in ihrem Alter, sondern auch in ihrer Struktur. Jeder von ihnen weist drei kleine Rillen an der Außenwand auf, ein charakteristisches Merkmal des dreiblättrigen Pollens, der von über 70 % der heutigen Angiospermen genutzt wird. Es ist, als würde man den Fingerabdruck der ersten blühenden Pflanzen überhaupt finden.
Die Technologie, die die Geheimnisse der Herkunft der Blumen enthüllt
Um diese mikroskopischen Körnchen zu finden, mussten die Forscher modernste Technologie einsetzen. Wie bei den meisten Säugetieren fluoreszieren diese Pollen im richtigen Licht. Als ein konfokales Laser-Scanning-Mikroskop auf ein Sediment leuchtete, leuchteten in den in einem Abstand von 27 Kilometern gesammelten Proben vier winzige Körner wie kleine Sterne auf.
Aber wie kann man sich des Alters sicher sein? Hier kommt eine besonders präzise Datierungstechnik ins Spiel: die Analyse von Strontiumisotopen von Muscheln, die in derselben Schicht vergraben sind. Schalen aus Kalziumkarbonat enthalten chemische Spuren des Meerwassers, in dem sie entstanden sind. Vergleichen Sie ihre Isotopenwerte mit globalen Referenzdaten. Wissenschaftlern ist es gelungen, das Sediment mit hoher Präzision zu datieren.
Vor dieser Entdeckung wurde das älteste Pollenkörnchen 1990 auf der Isle of Wight gefunden und auf ein Alter von schätzungsweise 120,4 Millionen Jahren geschätzt. Dieses Granulat war nicht nur noch kleiner als die portugiesischen Körnchen, sondern ähnelte auch stark den neuen Entdeckungen. Es ist, als hätten wir Verwandte einer sehr, sehr alten Familie gefunden.
Der Ursprung der Blumen und die Beherrschung des Planeten
Bedecktsamer machen heute etwa 80 % aller bekannten lebenden grünen Pflanzen aus.. Sie sind nahezu universell, sodass sie für Nicht-Botaniker manchmal als Synonyme für Pflanzen erscheinen. Nadelbäume dominieren weiterhin die Wälder des hohen Nordens und stellen die höchsten Bäume der Erde dar. Ansonsten sind es jedoch die bescheidenen Moose und Farne, die im Schatten der Blütenpflanzen buchstäblich überleben.
Doch fast drei Viertel der Zeit, seit sich Pflanzen an Land etablierten, gab es keine Blütenpflanzen. Die Entwicklung des Pollens und die damit einhergehende enorm erweiterte Palette an Möglichkeiten zur Eroberung neuer Gebiete veränderten alles. Doch selbst eine so bedeutende Innovation braucht Zeit, um sich zu verbreiten. Daher vergingen Millionen von Jahren, bis die Angiospermen weit genug verbreitet waren, um in Fossilienfunden nachgewiesen zu werden.
Wie wir bei der Analyse der Auswirkungen des Klimawandels hervorgehoben habenPollen ist eine unglaublich robuste und vielseitige Struktur. Seine Wand besteht aus Sporopollenin, ein extrem starkes und stabiles Polymer, das die Körnchen auf ihrer Reise von den Staubblättern zum Stempel schützt.
Eudikotyledonen und der Ursprung der Blumen
Die Pflanzen, die für diese alten Getreidesorten verantwortlich waren, waren Eudikotyledonen, Angiospermen, die im keimenden Zustand zwei Keimblätter haben. Dieses Detail ist alles andere als trivial: Zu den Eudikotyledonen zählen viele moderne Pflanzen wie Rosen, Sonnenblumen und Eichen. Bisher ging man weitgehend davon aus, dass diese wichtige Gruppe von Blütenpflanzen vor etwa 121 Millionen Jahren entstand. Doch diese neue Entdeckung verschiebt diesen Zeitrahmen um zwei Millionen Jahre nach hinten.
Die Entdeckung in Portugal erfolgte in den mittleren Breitengraden während der frühen Kreidezeit, genau wie heute. Dies stellt die Hypothese in Frage, dass die Angiospermen zuerst in den Tropen auftraten, obwohl die Autoren sagen, dass dies „weiterhin plausibel“ sei. Es ist möglich, dass die Entstehung der Blumen gleichzeitig in verschiedenen Regionen der Welt stattfand oder dass sich die ersten Blumen schneller verbreiteten, als wir dachten.
Das Mysterium wird noch größer, wenn wir bedenken, dass wir immer noch nicht viel darüber wissen, welche Art von Pflanze diese weltverändernde Innovation auslöste, obwohl sie sicherlich im Kleinen begann. Rekonstruktion der ersten Urblume lässt darauf schließen, dass es sich um eine zweigeschlechtliche Pflanze mit weiblichen und männlichen Teilen und mehreren Blütenblättern handelte, die in konzentrischen Kreisen angeordnet waren.
Die Zukunft der Blütenherkunftsforschung
Ob dies die Geburtsstätte der Angiospermen war oder ob ihre Entstehung woanders, noch früher, erfolgte, lässt sich noch nicht sagen. Die Entdeckung zeigt jedoch, dass die frühen Blumen einige Verbesserungen benötigten, um ihre letztendliche Dominanz zu erreichen.
Darwin hielt dieses Mysterium für so abscheulich, weil die Fossilienfunde zeigen, dass die Entwicklung von Blumen in einer viel zu kurzen Zeit von null auf hundert erfolgte. Allerdings stellten die wenigen Gesteinsschichten, die die Abwesenheit der Blumen von ihrer Herrschaft trennten, Millionen von Jahren dar, was Darwin damals noch nicht wissen konnte.
Die Evolution der Angiospermen Es war durch eine Veränderung der Kapillarität der Blätter gekennzeichnet, die ihre photosynthetische Effizienz verbesserte. Ihre schnelle Diversifizierung brachte Darwin zu der Hypothese, dass sie sich auf einer noch zu entdeckenden Insel oder einem Kontinent entwickelt hätten. Eine Theorie, die angesichts neuer Erkenntnisse möglicherweise gar nicht so weit von der Realität entfernt ist.
Die modernen Implikationen des Ursprungs der Blumen
Heute dominieren die Angiospermen die Erdoberfläche und die Vegetation in mehr Umgebungen als jede andere Pflanzengruppe. Folglich Sie sind die wichtigste Endnahrungsquelle für Vögel und Säugetiere, einschließlich des Menschen. Darüber hinaus sind Blütenpflanzen die wirtschaftlich bedeutendste Gruppe der Grünpflanzen und dienen als Quelle für Arzneimittel, Faserprodukte, Holz und Zierpflanzen.
Die Fähigkeit der Angiospermen, bei Bestäubungs- und Verbreitungsprozessen Synergien mit Insekten und anderen Tieren zu bilden, ist einer der Gründe für ihren evolutionären Erfolg. Pflanzen und Tiere waren die Protagonisten eines Phänomens der Koevolution, das es ihnen ermöglichte, das heutige Niveau hoher Artenvielfalt zu erreichen.
Es ist interessant zu beobachten, dass Pollen weiterhin der Protagonist moderner Innovationen sind.: Forscher aus Singapur Sie haben ein Papier aus Sonnenblumenpollen entwickelt, das gelöscht und mehrfach wiederverwendet werden kann. Dies zeigt, wie diese uralte biologische Struktur auch heute noch als Inspiration für moderne technologische Lösungen dient.
Das Erbe einer mikroskopischen Entdeckung
Die Forschung, veröffentlicht am Proceedings of the National Academy of Sciencesist ein perfektes Beispiel dafür, wie die Wissenschaft oft durch scheinbar winzige Entdeckungen voranschreitet, die enorme Wahrheiten ans Licht bringen. Vier Pollenkörner, jedes kleiner als ein menschliches Haar breit, haben die Zeitlinie der Entstehung der Blumen auf der Erde neu geschrieben.
Professor Heimhofer kommt zu dem Schluss, dass das Aufkommen von Blütenpflanzen die biologische Vielfalt erheblich verändert hat. Doch heute wissen wir, dass dieser Prozess mindestens zwei Millionen Jahre früher begann, als wir dachten. Es ist für uns alle eine Lektion in Demut: Die Natur hält immer einige Überraschungen bereit, selbst in den kleinsten Details.
Wenn Sie eine Blume bewundern, denken Sie daran, dass Sie das Ergebnis einer evolutionären Innovation betrachten, die vor 123 Millionen Jahren entstand. Eine Innovation, die so erfolgreich war, dass sie heute aus der Welt nicht mehr wegzudenken ist. Und alles begann mit Pollenkörnern, die so klein waren, dass sie fast unsichtbar waren, aber stark genug, um das Gesicht unseres Planeten für immer zu verändern.
Denken Sie das nächste Mal daran, wenn Sie wegen Pollen niesen: Sie reagieren auf eine der ältesten und erfolgreichsten Erfindungen der Natur. Darwin hätte die Ironie sicherlich zu schätzen gewusst.
