Auf Tauchgang

Eine der ersten Blütenpflanzen hat sich offenbar im Wasser entwickelt - nicht, wie erwartet, an Land

01.09.2015 | von Redaktion Pflanzenforschung.de

Großes und intaktes Fossil von Montsechia vidalii. In der Regel werden nur kleine fragmentarische Stücke gefunden. (Bildquelle: © Bernard Gomez)
Großes und intaktes Fossil von Montsechia vidalii. In der Regel werden nur kleine fragmentarische Stücke gefunden. (Bildquelle: © Bernard Gomez)

Wissenschaftler erforschen eine alte Blütenpflanze, die an das Leben im Wasser hoch angepasst war.

Eine 130 Millionen Jahre alte Blütenpflanze mit Namen Montsechia vidalii sorgt für Aufsehen: Sie war anscheinend einer der ersten Bedecktsamer und sie lebte offenbar in Süßwasserseen komplett unter Wasser. Was ist daran erstaunlich? Man ging bisher davon aus, dass sich die Bedecktsamer generell an Land entwickelt haben. Diese Meinung muss nach Ansicht einer internationalen Forschergruppe korrigiert werden, denn Montsechia war an das Leben unter Wasser sehr gut angepasst. Ihre Erkenntnisse haben die Forscher jetzt in einer neuen Studie veröffentlicht.

Siegeszug der Angiospermen

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Illustrationen, die auf versteinerten Überreste basieren, zeigen Lang- und Kurzblättrige Formen der Pflanze Montsechia vidalii und einen ihrer Samen.

Illustrationen, die auf versteinerten Überreste basieren, zeigen Lang- und Kurzblättrige Formen der Pflanze Montsechia vidalii und einen ihrer Samen.

Bildquelle: © Oscar Sanisidro

Bedecktsamer oder Angiospermen sind mit etwa 226.000 bisher bekannten Arten die erfolgreichste und wirtschaftlich wichtigste Klasse der Samenpflanzen. Eine „Revolution“ der Samenpflanzen war bereits die Perfektionierung der geschlechtlichen Fortpflanzung, die bei ihnen, im Gegensatz zu älteren Pflanzengruppen, auf einer Pflanze stattfindet, und nicht, wie beispielsweise bei den Farnen, auf zwei. Zudem führte diese Entwicklung zu einer weitgehenden Unabhängigkeit von Wasser: Während die Farne noch auf Feuchtigkeit als Transportmittel für die Befruchtung angewiesen sind, kommen die Samenpflanzen ohne aus. Die Bedecktsamer haben den extrem reduzierten Gametophyten der Samenpflanzen zusätzlich mit einem Fruchtblatt umgeben, das ihn schützt und den keimenden Embryo mit Nährstoffen versorgt. Bedecktsamer sind also die „perfekten“ Landpflanzen, nur etwa zwei Prozent der heute bekannten Angiospermen leben im Wasser.

Leben unter Wasser

Montsechia vidalii, eine unscheinbare Pflanze, die als Fossil im Kalkstein der Pyrenäen vorkommt, ist schon seit über 100 Jahren bekannt. Allerdings wurde die Pflanze, die kaum nach einer Blütenpflanze aussah, bisher nicht groß beachtet. Ein internationales Forscherteam untersuchte diese Pflanze jetzt näher: Über 1.000 fossile Überreste von Montsechia vidalii wurden auf den Aufbau der einzelnen Organe sowie auf ihren Fortpflanzungsmechanismus begutachtet.

Die Forscher stellten dabei fest, dass der komplette Lebenszyklus der Pflanzen unter Wasser stattfand. Die Pflanze besaß weder Wurzeln noch eine Blüte, wie man sie für Bedecktsamer als typisch erachten würde, mit auffälligen Blütenblättern oder Nektar zum Anlocken von Bestäubern. Die Pflanze hatte aber trotzdem für Angiospermen typische Merkmale wie zum Beispiel einen Fruchtknoten, der mit einer Pore für den Pollenschlauch versehen war. Sie verließ sich anscheinend bei der Fortpflanzung komplett auf das Wasser, das die Pollen zum Ziel weitertransportieren sollte. Zudem hatte sie große Ähnlichkeit mit einer bis heute vorkommenden Pflanze, die ebenfalls ausschließlich unter Wasser lebt, dem Hornblatt (Ceratophyllum).

Älter als gedacht

Ein weiterer Punkt, der die Wissenschaftler in Erstaunen versetzte, war das Alter der Pflanze. Die ältesten Funde von Montsechia vidalii wurden auf etwa 130 Millionen Jahre datiert, in der Unteren Kreidezeit (145 – 100 Millionen Jahre). Man geht allgemein davon aus, dass sich die frühesten Angiospermen seit etwa 240 Millionen Jahren (ausgehende Trias) entwickelten. Damit wäre die Pflanze eine der ältesten Angiospermen, die bisher gefunden wurden. Montsechia lebte zudem etwa zur gleichen Zeit wie Archaefructus sinensis, einer ebenfalls komplett im Wasser existierenden Pflanze, die in China gefunden wurde. Das deutet darauf hin, dass schon in einer frühen Entwicklungsphase der Angiospermen Wasserpflanzen lokal verbreitet waren und dass ein wässeriges Habitat in der Entwicklung einiger Blütenpflanzenlinien eine wichtigere Rolle gespielt haben könnte als man bisher vermutet hat.

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Die Morphologie und Anatomie von Montsechia legen nahe, dass Montsechia mit dem Hornblatt (Ceratophyllum) eng verwandt ist.

Die Morphologie und Anatomie von Montsechia legen nahe, dass Montsechia mit dem Hornblatt (Ceratophyllum) eng verwandt ist.

Bildquelle: © Christian Fischer / wikimedia.org; CC BY-SA 3.0

Fest steht, dass Montsechia bereits sehr gut an das Leben im Wasser angepasst war, obwohl die vermutlich rein terrestrischen Angiospermen gerade erst auf der pflanzlichen Landkarte erschienen waren. Um sich von einer gerade erst aufgetauchten Ur-Landpflanze zu einer hochspezialisierten Wasserpflanze zu entwickeln, war die Zeit eigentlich zu knapp.

Warum im Wasser?

Die Forscher vermuten daher, dass die ersten Blütenpflanzen ihre Blühversuche unter Wasser gestartet haben könnten. Wasser ist als verlässlicher und altbewährter Transporteur der Pollen, also als Ur-Bestäuber, in Seen, Flüssen oder dem Meer nahezu immer verfügbar. Für die ersten Blütenpflanzen war Wasser daher berechenbarer und damit möglicherweise praktischer als Tiere (die man erst noch anlocken muss und die dann mit dem Pollen womöglich ins Nirgendwo verschwinden) oder Wind (der auch nicht immer weht und zudem ständig die Richtung wechselt). Denkbar wäre auch, dass die ersten Blütenpflanzen, die ja durchaus noch mit anderen Pflanzenklassen konkurrieren mussten, im Wasser noch mehr Vorteile fanden wie weniger Konkurrenz, Schutz vor Trockenheit oder starkem Verbiss durch Pflanzenfresser.

Die Beantwortung der Frage, warum sich Pflanzen wie Montsechia lieber im Wasser entwickelten als an Land, wird noch viel Forschungsarbeit nach sich ziehen. Montsechia hat jedenfalls jetzt schon einen eigenen Platz bekommen, als Namensgeberin einer neuen Pflanzenfamilie, den Montsechiaceae, die allerdings nur aus bereits lange ausgestorbenen Mitgliedern besteht. Sie wird von den Forschern als mögliche „basale Ordnung“ der Blütenpflanzen angesehen, also als eine Pflanzenfamilie, die an die Basis des Stammbaums der Blütenpflanzen steht. Dort, wo auch schon andere Wasserpflanzen-Familien stehen.

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