Ein internationales Forschungsteam hat die molekularen Mechanismen untersucht, die es Pflanzen ermöglichten, die Erdoberfläche zu besiedeln. Vor etwa 550 Millionen Jahren war die Erdoberfläche eine kahle Landmasse, umgeben von Meeren, auf der sich das Leben ausschließlich im Wasser abspielte. Die ersten Pflanzen, die das Land betraten, veränderten nicht nur das Erscheinungsbild der Erde, sondern auch die Atmosphäre, das Klima und die Lebensbedingungen grundlegend.
Die Frage, wie es den Pflanzen gelang, erfolgreich auf dem Land Fuß zu fassen, war lange Zeit unbekannt. Ein Forschungsteam aus den USA und Deutschland, darunter Prof. Dr. Günter Theißen von der Universität Jena und sein Team, sowie weitere Forscher aus Europa, Asien und Amerika, hat nun in der renommierten Fachzeitschrift „Nature Genetics“ die entscheidenden molekularen Mechanismen vorgestellt, die für die Evolution der Landpflanzen von Bedeutung waren.
Durch vergleichende Genomanalysen und das Untersuchen des Genoms von Jochalgen, die als Schwestergruppe der heute lebenden Landpflanzen gelten, konnten die Forscher Rückschlüsse auf den gemeinsamen Vorfahren von Algen und Landpflanzen ziehen. Es stellte sich heraus, dass die simplen Vertreter von Algen, und nicht die komplexen Armleuchteralgen, als Ursprung der Landpflanzen gelten. Die Analyse der MADS-Box-Gene der Algen ergab, dass diese Gene für die Entwicklung unterschiedlicher Organe und Strukturen verantwortlich sind, was charakteristisch für heutige Landpflanzen ist.
Das Forschungsteam entdeckte darüber hinaus wichtige Gene, mit denen die ersten Landbewohner auf Umweltfaktoren reagieren konnten, wie beispielsweise Enzyme für die Zellwandsynthese. Die Erkenntnisse aus dieser Studie tragen dazu bei, das Verständnis über die Evolution der Landpflanzen zu vertiefen und die komplexe Anpassung an das Leben auf dem Land besser nachzuvollziehen.
Die Veröffentlichung in „Nature Genetics“ unterstreicht die Bedeutung der Forschung zur molekularen Evolution von Pflanzen und verdeutlicht die faszinierenden Prozesse, die dazu führten, dass Pflanzen erfolgreich das Land eroberten.