Mehr als 150 Jahre nach Charles Darwins Finken, die die Biologie neu formten, liefern Galápagos-Pflanzen eine weitere evolutionäre Enthüllung — diesmal über die bemerkenswerte Flexibilität der Natur, dieselben Lösungen mit völlig anderen genetischen Werkzeugen zu erfinden.
Ein großes internationales Team unter Beteiligung der NTNU, der Royal Botanic Gardens Kew und der UC Davis hat in Nature Communications die Ergebnisse veröffentlicht: Scalesia — endemische Riesenmargariten der Galápagos — haben wiederholt dieselbe hitzeangepasste Blattform durch jeweils verschiedene genetische Pfade entwickelt.
'Das Erscheinungsbild der verschiedenen Arten variiert drastisch, von niedrigen Sträuchern zu hohen Bäumen', sagt Professor Michael D. Martin von der NTNU. 'Am auffälligsten sind die Blätter, die von groß und ganzrandig bis klein und tief gelappt reichen.'
Scalesia ist eine relativ junge Gattung — jede heutige Art entstand in der letzten Million Jahre. Trotz dieser kurzen evolutionsgeschichtlichen Zeitspanne haben sich die Pflanzen an sehr unterschiedliche Lebensräume angepasst, von feuchten Hochlandwäldern bis zu heißen, trockenen Tiefländern. Die tief gelappten Blätter haben oft kunstvolle, gezackte Ränder, die den Pflanzen helfen sollen, trockene und heiße Bedingungen zu überleben, indem sie Wasserverlust begrenzen und Wärme effizienter abgeben.
Die Forscher analysierten die vollständigen Genome aller bekannten Scalesia-Arten. Ihre Ergebnisse zeigten, dass tief gelappte Blätter mehrmals unabhängig voneinander in separaten Ästen des Familienbaums entstanden sind. Die eigentliche Überraschung war jedoch wie: Jedes Mal entwickelte sich dieses Merkmal durch andere Gene — obwohl alle zum selben biologischen System gehören, das die Blattentwicklung steuert.
'Anstatt von einem einzigen Master-Gen gesteuert zu werden, scheint die Evolution auf ein ganzes Netzwerk interagierender Gene zurückzugreifen und verschiedene Komponenten anzupassen, um ähnliche Ergebnisse zu erzielen', erklärt Erstautorin Vanessa Bieker von Kew. 'Dies ist ein klares Beispiel für parallele Evolution: Die Natur erreicht mehrmals dieselbe Lösung, aber auf unterschiedlichen genetischen Wegen.'
Die Ergebnisse legen nahe, dass Evolution kein Einbahnstraßen-Prozess mit einer einzigen optimalen Lösung ist, sondern ein kreativer Prozess, der genetische Zutaten auf unterschiedliche Weisen zusammensetzen kann, um dasselbe Ergebnis zu erzielen.
Vielleicht am aufregendsten deuten die genetischen Hinweise darauf hin, dass die evolutive Geschichte von Scalesia noch nicht abgeschlossen ist. Populationen innerhalb derselben Art zeigen große genetische Unterschiede und waren lange Zeit voneinander isoliert, was darauf hindeutet, dass sich gerade neue Arten bilden können.
