Lebende Fossilien sind noch existierende Organismen, die einen alten Ursprung haben, eine Reliktverteilung aufweisen und ursprüngliche morphologische Merkmale aufweisen. Diese Organismen weisen normalerweise eine geringe taxonomische Vielfalt und isolierte systematische Positionen auf und sind häufig gefährdet oder müssen dringend geschützt werden. Die molekulare Evolution und die ökologischen Eigenschaften lebender Fossilien, insbesondere lebender Pflanzenfossilien, sind jedoch noch immer unzureichend verstanden.
Das Team um Wang Wei, Forscher am Institut für Botanik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS), und andere untersuchten die molekulare Evolutionsrate und ihren Mechanismus durch die Integration von phylogenetischer Genomik, vergleichender Genomik und ökologischer Nischensimulation mit der lebenden fossilen Pflanze, den Collocarpaceae (Eupteleaceae), die aus der Kreidezeit stammt. Die Forscher stellten das erste hochwertige Kerngenom der Collocarpaceae auf Chromosomenebene sowie Chloroplasten- und Mitochondriengenome zusammen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Collinaceae unter den Ranunculales, der basalen Gruppe der echten Dikotyledonen, als erste divergierten und ein altes genomweites Duplikationsereignis mit anderen Ranunculales-Arten teilten. Die drei Genomsätze der Ranunculales sowie die Gene mit unterschiedlichen Funktionen innerhalb desselben Genoms weisen extrem niedrige molekulare Evolutionsraten auf, was mit ihrer konservierten Kerngenomstruktur, ihren holzigen Gewohnheiten und konservierten ökologischen Nischenanforderungen zusammenhängen könnte. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass die frühen divergierenden Kladen der Ordnung der Hahnenfußgewächse sowie andere basale echte zweikeimblättrige Pflanzentaxa an der terrestrischen Revolution in der frühen Kreidezeit beteiligt waren.
Diese Studie zeigt, wie sich lebende fossile Pflanzen als Reaktion auf großflächige Umweltveränderungen entwickelt und angepasst haben. Sie bietet neue Einblicke in die Diversifizierung früher echter Zweikeimblättriger. Darüber hinaus können analytische Strategien, die Phylogenese, vergleichende Genomik und ökologische Nischenmodellierung integrieren, zur Untersuchung der molekularen Evolution anderer lebender fossiler Pflanzen und ihrer Mechanismen eingesetzt werden.
Die entsprechenden Forschungsergebnisse wurden kürzlich online in SCIENCECHINA Life Sciences veröffentlicht. Die Forschung wurde vom Strategic Pilot Project der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und der National Natural Science Foundation of China unterstützt.
Phytomorphologie, Verbreitung und Genomassemblierungsergebnisse der Familie Collocarpaceae
