Urgammelt pollen kan vise tilpasning til miljø

Fossiler av pollen fra bartre i Cheirolepidiaceae familien kan avsløre tilpasninger til endret miljø i overgangen fra Trias til Jura. Perioden var preget av massutryddelser av arter. Sedimentene viser at pollen fra bartreet Cheirolepidiaceae ikke minket eller ble redusert i størrelse, og de fikk mutasjoner. Man antar også at gendobling gjorde bartreet bedre rustet til å tilpasse seg ulike vanskelige miljøer.

Fossil av kvist fra bartreet Cheirolepidiaceae (fra Trias sedimenter i Tyskland). Trias og Jura er kjent for masseutryddelse av arter, men fossilene viser at Cheirolepidiaceae klarte seg bra. Sedimentene viser rikelige mengder pollen fra dette bartreet, samt mutasjoner i pollen og pollenklynger med varierende antall korn. Foto:  Prof. J. van Konijnenburg – van Cittert, University of Leiden, Nederland.

Miljøendringer

Hvordan påvirker miljøendringer naturen rundt oss? Menneskelig aktivitet kan forårsake store miljøbelastninger for plante-og dyreliv, og det er grunn til å bekymre seg for jordklodens mangfold av arter i overskuelig framtid. Det er derfor viktig å få en generell forståelse av arters evner til tilpasninger for å unngå utryddelse ved ugunstige miljøendringer.

En av de mest grunnleggende, men minst forståtte spørsmål ved artenes tilpasninger er hvilken rolle adaptive evolusjonære tilpasninger har ved påvirkning av miljømessige stressfaktorer i plante og dyreriket.

En forskergruppe bestående av Wolfram M. Kürschner fra Institutt for geofag, UiO og Senter for Jordens utvikling og dynamikk (CEED) og forskerne Sietske Batenburg og Luke Mander fra universiteter i England har studert fossiler av bartrepollen fra sedimenter fra Potter Canyon, Arizona. Fossilene er fra Trias og Jura for 200 milloner år siden som var geologiske perioder som var preget av masseutryddelse av arter. Forskerne har nylig publisert sine funn i Proceedings of the Royal Society.

Genetiske mutasjoner

Classopollis i mikroskopet

Bildet viser en forstørrelse (fra lys mikroskop) av et fossilt normalt pollen korn av Classopollis.

Bildet viser en forstørrelse av et fossilt normalt Classopollis pollen. Pollenet er i en klynge (tetraeder) med fire korn av jevn størrelse.

Bildet viser en forstørrelse av et fossilt abnormalt Classopollis pollen. Pollenet er i en klynge (tetraeder) med fire korn av ujevn størrelse.

Alle foto: W.M. Kürschner

Polyploidi, eller gendobling, regnes som et viktig fenomen i arters evolusjon. Gendobling er en mekanisme for artsdannelse som fører til nye evolusjonære linjer. Det har vært antydet at polyploide plantearter bedre kan takle miljømessige stress enn sine diploide slektninger, og forbedre sine sjanser til å overleve i perioder med dramatiske nedgang i biologisk mangfold. Til nå har imidlertid fossilene av planter fra urtiden stort sett forblitt uutforsket som kilde til å bekrefte informasjon om genmutasjoner og gendobling.

Forskerne finner i sine studier av sedimenter genetiske mutasjoner i bartre-pollenet Classopollis, samt avvikende pollen-klaser bestående av opptil flere pollenkorn. De finner også en eksepsjonell variabilitet i pollen volum av bartre-pollenet.

- Våre studier antyder at denne gruppen bartrær produserte uavkortet kjønnsceller og pollen, som regnes som en av de viktigste mekanismen for polyploid formasjonen i moderne landplanter. Sedimentene som er fra overgangen fra Trias til Jura er de eldste funn av pollen fra barplanter som er gjort til nå, sier Kürschner som er geolog og har forskninginteresser i skjæringsfeltet mellom biologi og geologi.

Økt kunnskap om tilpasning

Man vet at polyploidi er et utbredt fenomen i blomsterplanter, og at det er heller uvanlig i nakenfrøede plantearter slik som bartrær. Men studiene av sedimentene fra Arizona tyder på at polyploidi ikke bare spilte en sentral rolle i utviklingen av blomstrende planter, men var et mer utbredt fenomen i den evolusjonære historien til bartrær enn det som tidligere har vært antatt.

Polyploidi regnes som viktige adaptive evolusjonære mekanismer i planter, og kan ha redusert risikoen for utrydding av bartrær under Tr-J krisene. Spesielt bartre gruppen Cheirolepidiaceae ser ut til å være lite påvirket av miljømessige stress og blir en svært dominerende vegetasjon element i kjølvannet av masse-utryddelsene etter Trias og Jura periodene.

Kunnskapen om bartre gruppen Cheirolepidiaceae i Trias-Jura er nyttig både for å forstå genetisk mutasjonen og tilpasninger til miljøendringer i plante og dyreriket i oldtiden, men er også viktig for å utvikle ny viten om jordens miljøkriser og påvirkning på miljøet opp gjennom jordens historie. Men dette er et uutforsket område og vi trenger flere studier av arters tilpasninger, avslutter Küschner som også er tilknyttet Senter for Jordens utvikling og dynamikk, UiO.

 

Referanse:

Kürschner WM, Batenburg, SJ, Mander L. 2013. Aberrant Classopollis pollen reveals evidence for unreduced (2n) pollen in the conifer family Cheirolepidiaceae during the Triassic–Jurassic transition. Proc. R. Soc. B. 2013 280 1768 20131708; doi:10.1098/rspb.2013.1708 (published 7 August 2013)

Les om og se bilde av Cheirolepidiaceae på Wikipedia.

Publisert 8. aug. 2013 13:11 - Sist endret 3. jan. 2014 16:02