Wenn Blätter Stiel beweisen – Seltene Ginkgo-Fossilien beleuchten Samenentwicklung

Professor Thilo Fischer von der LMU München, Rainer Butzmann aus München sowie Barbara Meller von der Universität Wien und Evelyn Kustatscher vom Naturmuseum Südtirol konnten nun anhand fossiler Ginkgo-Reste einen wichtigen Schritt in der Evolution der Samenentwicklung dieser Pflanzen beleuchten:

Während Samen von heute existierenden Ginkgo biloba-Bäumen auf einem kleinen, zweifach geteilten Stiel sitzen, scheinen die Samen der fossilen Funde direkt mit den Blättern verbunden zu sein. „Das bekräftigt die seit Langem existierende Hypothese, dass die heute übliche Samenform mit Stiel entwicklungsgeschichtlich aus einem reduzierten Blatt entstanden ist“, sagt Fischer. „Dieses Ergebnis war nur möglich, weil wir vor ein paar Jahren in der Bletterbach-Schlucht in den Dolomiten die gut erhaltenen Blätter und Samen von Ginkgopflanzen bergen konnten – ein sehr seltener Fund.“ Das Projekt wurde durch das Naturmuseum Südtirol (Bozen) und den Geoparc Bletterbach gefördert. (BMC Evolutionary Biology, November 2010)

Die Bletterbach-Schlucht gehört seit 2009 – zusammen mit acht weiteren Gebirgsgruppen der Dolomiten – zum UNESCO Weltnaturerbe, was sie vor allem ihren geologischen Besonderheiten zu verdanken hat. Hier wurden durch Verwitterung und Abtragung große Mengen Gestein abgetragen, sodass nun Gesteinsschichten freiliegen, die Jahrmillionen der Erdgeschichte nachvollziehen lassen. Aufsehenerregende Fossilfunde stammen aus der Bletterbach-Schlucht, darunter auch die rund 700 Exemplare fossiler Flora, die das Team zwischen 2003 und 2009 an einem neuen, schwer zugänglichen Fundort bergen konnte.

Zentraler Bestandteil dieser Sammlung sind die gut erhaltenen Makroreste von Ginkgo-Blättern, die wohl ersten fossilen Ginkgophyten-Blätter aus den Dolomiten. Und es fand sich auch eine Besonderheit: Während Samen von heute existierenden Ginkgo biloba Bäumen auf einem kleinen, zweifach geteilten Stiel sitzen, scheinen die Samen der fossilen Funde direkt mit den Blättern verbunden zu sein. Diese Funde wurden aufwendigen Untersuchungen mit dem Licht- und Rasterelektronenmikroskop unterzogen und zeigten dabei dem heutigen Ginkgo ähnliche Strukturen.

Bereits Ende des 19. Jahrhunderts charakterisierten Botaniker Ginkgobäume mit einer seltenen und ungewöhnlichen Form der Samenbildung, bei der die Samen stiellos direkt mit den Blättern verwachsen sind. Heute existierende Ginkgobäume mit dieser ungewöhnlichen Variante der Samenbildung werden in Japan O-ha-tsuki („Same am Blatt“) genannt und sind dort als Nationaldenkmäler besonders geschützt und verehrt. „Einige Wissenschaftler vermuteten schon früh, dass es sich bei dem O-ha-tsuki-Phänomen um einen ursprünglicheren Zustand handeln könnte“, sagt Fischer. „Das könnte ein vielleicht durch eine Mutation verursachter Rückfall auf einen entwicklungsgeschichtlich älteren Zustand sein“. „Entsprechende Hypothesen gehen davon aus, dass die heute übliche Form mit Stiel entwicklungsgeschichtlich aus einem reduzierten Blatt entstanden ist. Der Fund in der Bletterbach-Schlucht unterstützt diese seit Langem existierende Hypothese.“

Publikation:
„Permian Ginkgophyte fossils from the Dolomites resemble extant O-ha-tsuki aberrant leaf-like fructifications of Ginkgo biloba L.“,
BMC Evolutionary Biology 2010, 10:337,
doi:10.1186/1471-2148-10-337
Ansprechpartner:
Prof. Dr. Thilo Fischer
Lehrstuhl Biochemie und Physiologie der Pflanzen
Tel.: 089 / 2180 – 74754
Fax: 089 / 2180 – 74752
E-Mail: thilo.fischer@biologie.uni-muenchen.de