Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Die beinahe unendliche Vielfalt der Blüten

05.04.2017

Wie sich die Formenvielfalt der Blüten in ZahlenHinzufügen ausdrücken lässt

Mit weit über 250.000 Arten sind die Blütenpflanzen die mit Abstand größte Pflanzengruppe. Aber gibt es einen Zusammenhang zwischen Formenvielfalt und dem Artenreichtum?


Die bis zu zehn Zentimeter großen Blüten des Kanonenkugelbaumes (Couroupita guianensis), heimisch in Südamerika, aus der Familie der Paranussgewächse.

Copyright: Jürg Schönenberger


Die kompliziert gebaute Blüte der Gelben Schlauchpflanze (Sarracenia flava), in Nordamerika heimisch, aus der Familie der karnivoren Schlauchpflanzengewächse (Sarraceniaceae)

Copyright: Ralf Buchner

Im Rahmen eines vom FWF geförderten Forschungsprojektes haben Marion Chartier und Jürg Schönenberger vom Department für Botanik und Biodiversitätsforschung der Universität Wien entdeckt, dass die Vielfalt der Blüten sehr ungleichmäßig verteilt ist und dass auch relativ artenarme Verwandtschaftsgruppen eine unerwartet hohe Formenvielfalt hervorbringen können. Ihre Ergebnisse publizierten sie aktuell in "Proceedings of Royal Society B".

Bereits Darwin war von der Vielfalt der Blütenpflanzen und ihrer Blüten überwältigt und hatte die Frage nach den Gründen für diese Diversität als "abominable mystery", als schreckliches Rätsel bezeichnet.

Obwohl wir heute dank modernen molekularen Methoden und der Entdeckung einer Vielzahl von frühen Blütenpflanzenfossilien aus der Kreidezeit sehr viel mehr über die Evolutionsgeschichte dieser Pflanzengruppe wissen, gibt es noch immer unzählige offenen Fragen. Was sind die nächsten Verwandten der Blütenpflanzen? Was ist der Ursprung der Blüte? Weshalb sind ausgerechnet die Blütenpflanzen im Laufe der letzten 100 Millionen Jahre so erfolgreich geworden?

Die Formenvielfalt der Blüten heute lebender Pflanzen reicht von den winzigen und außerordentlich einfach gebauten Blüten der heimischen Wasserlinsengewächse bis zu den hochkomplexen und bis zu einem halben Meter großen Blüten tropischer Seerosen. "Um die Diversität der Blüten besser analysieren und verstehen zu können, haben wir deren Formenvielfalt mit Hilfe mathematisch-statistischer Methoden – sogenannter morphospace-Analysen – erfasst.

Das erlaubte uns, die Blüten verschiedener Verwandtschaftsgruppen quantitativ miteinander zu vergleichen", erklärt Marion Chartier von der Universität Wien. "Selbstverständlich konnten wir das nicht für alle der mehr als 250.000 heute lebenden Arten tun. Wir mussten uns auf eine bestimmte Verwandtschaftsgruppe beschränken – nämlich die Ordnung Ericales, mit der wir uns in meiner Forschungsgruppe bereits seit mehreren Jahren beschäftigen", ergänzt der Projektleiter Jürg Schönenberger.

Zu den Ericales gehören unter anderem die karnivoren Schlauchpflanzengewächse, Primeln, Rhododendren, Kiwi, Kamelien (Tee), Kaki, Ebenholz und eine Vielzahl weniger gut bekannter, tropischer und subtropischer Entwicklungslinien.

Um die strukturelle Vielfalt und Komplexität der verschiedenen Blüten zu erfassen, haben die ForscherInnen eine Vielzahl von Merkmalen, wie z.B. die Größe, Zahl und Anordnung der verschiedenen Blütenorgane in einem riesigen Datensatz zusammengestellt und analysiert.

"Wir waren überrascht, dass selbst die Blüten von vermeintlich gut bekannten Nutzpflanzen noch nie genau untersucht wurden und wir selber Hand anlegen mussten, um die notwendigen Daten zusammenzubekommen", kommentiert Maria von Balthazar als Mitautorin der Studie die zeitaufwändige Datenerhebung.

"Mithilfe unseres Datensatzes haben wir erstmals die Formvielfalt der Blüten einer größeren Verwandtschaftsgruppe quantitativ und damit objektiv analysiert. So konnten wir unter anderem zeigen, dass artenreichere Familien zwar häufig, aber nicht immer eine größere Formenvielfalt als relativ artenarme Familien hervorgebracht haben.

In unserer Untersuchungsgruppe zeigt die mit nur etwa 340 Arten relativ kleine Familie der sogenannten Topfnussgewächse, zu der auch der Paranuss- und der Kanonenkugelbaum gehören, die größte morphologische Diversität der Blüten aller 22 Familien der Ericales", fasst Marion Chartier eines der wichtigsten Resultate zusammen.

Die so gesammelten Daten machen es möglich, weitere offene Fragen zur Diversität der Blütenpflanzen zu untersuchen. "Wir beginnen nun, die Blütendiversität unserer Untersuchungsgruppe in verschiedenen Lebensräumen, wie z. B. tropischen Regenwäldern und Savannen miteinander zu vergleichen und erwarten uns weitere spannende Einblick in die Vielfalt der Blüten", erläutert Jürg Schönenberger.

Publikation in "Proceedings of Royal Society B"
Chartier M, Löfstrand S, von Balthazar M, Gerber S, Jabbour F, Sauquet H, Schönenberger J. 2017 How (much) do flowers vary? Unbalanced disparity among flower functional modules and a mosaic pattern of morphospace occupation in the order Ericales. Proc. R. Soc. B 284: 20170066.
http://dx.doi.org/10.1098/rspb.2017.0066

Wissenschaftliche Kontakte
Dr. Marion Chartier & Univ.-Prof. Dr. Jürg Schönenberger
Department für Botanik und Biodiversitätsforschung
Universität Wien
1030 Wien, Rennweg 14
T +43-1-4277-540 80
marion.chartier@univie.ac.at
juerg.schoenenberger@univie.ac.at

Rückfragehinweis
Mag. Alexandra Frey
Pressebüro der Universität Wien
Forschung und Lehre
1010 Wien, Universitätsring 1
T +43-1-4277-175 33
M +43-664-602 77-175 33
alexandra.frey@univie.ac.at

Offen für Neues. Seit 1365.
Die Universität Wien ist eine der ältesten und größten Universitäten Europas: An 19 Fakultäten und Zentren arbeiten rund 9.600 MitarbeiterInnen, davon 6.800 WissenschafterInnen. Die Universität Wien ist damit die größte Forschungsinstitution Österreichs sowie die größte Bildungsstätte: An der Universität Wien sind derzeit rund 94.000 nationale und internationale Studierende inskribiert. Mit über 175 Studien verfügt sie über das vielfältigste Studienangebot des Landes. Die Universität Wien ist auch eine bedeutende Einrichtung für Weiterbildung in Österreich. http://www.univie.ac.at

Stephan Brodicky | Universität Wien

Weitere Berichte zu: Blütenpflanzen Diversität Formenvielfalt Rhododendren

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wie Reize auf dem Weg ins Bewusstsein versickern
22.09.2017 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

nachricht Lebendiges Gewebe aus dem Drucker
22.09.2017 | Universitätsklinikum Freiburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zum Biomining ab Sonntag in Freiberg

22.09.2017 | Veranstaltungen

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

DFG bewilligt drei neue Forschergruppen und eine neue Klinische Forschergruppe

22.09.2017 | Förderungen Preise

Lebendiges Gewebe aus dem Drucker

22.09.2017 | Biowissenschaften Chemie