Wetenschap
Internationaal onderzoek levert een uitgebreide levensboom op voor bloeiende planten
Met hun eigen botanisch verzamelmateriaal en hun onderzoekskennis over de evolutie van kruisbloemige planten (planten van de koolfamilie) hebben biowetenschappers van de Universiteit van Heidelberg bijgedragen aan een grootschalige internationale studie die een alomvattende ‘levensboom’ voor bloeiende planten heeft opgeleverd. .
Voor dit doel hebben onderzoekers wereldwijd – onder leiding van de Royal Botanic Gardens in Kew (Verenigd Koninkrijk) – de genetische informatie van meer dan 9.500 soorten uit bijna 8.000 geslachten geanalyseerd. Naast bekende plantensoorten die tegenwoordig op aarde voorkomen, onderzochten ze ook de genetische codes van eeuwenoude exemplaren en reeds uitgestorven exemplaren.
Voor hun deelname aan het project "Tree of Life" konden de Heidelbergse wetenschappers van het Centrum voor Organismale Studies gebruik maken van uitgebreid onderzoeksmateriaal uit levende collecties, zaadcollecties en het herbarium.
Bij het Centrum voor Organismale Studies (COS) van de Universiteit van Heidelberg doet de afdeling Biodiversiteit en Plantensystematiek, onder leiding van prof. dr. Marcus Koch, onderzoek naar de oorsprong van soorten en biologische diversiteit, en verheldert en beschrijft ze de onderliggende evolutionaire processen. .
Planten uit de koolfamilie staan centraal. Naast cultuurplanten zijn dat ook wetenschappelijke modelplanten zoals zandraket, ook wel Arabidopsis thaliana genoemd. Voor hun onderzoek maken de wetenschappers uit Heidelberg gebruik van plantaardig materiaal met een gedocumenteerde geschiedenis en oorsprong.
"In de afgelopen 25 jaar hebben we dit materiaal tijdens vele ontdekkingsreizen en expedities verzameld en in onze samengestelde collecties gedeponeerd", zegt prof. Koch, tevens directeur van de Botanische Tuin van de Universiteit van Heidelberg, die bijna 10.000 soorten omvat. in levende teelt.
Bijzonder interessant voor Marcus Koch en zijn team zijn herbaria, waarin planten en plantendelen in gedroogde of geperste vorm voor wetenschappelijke doeleinden worden geconserveerd. Het herbarium in Heidelberg bevat bijna 500.000 exemplaren. "Zelfs eeuwen later kan het DNA, de genetische informatie, van gedroogde planten worden geïsoleerd en gebruikt voor evolutionaire analyses", legt prof. Koch uit.
Ook cruciaal voor het onderzoekswerk zijn zaadbanken. Onder optimale omstandigheden kan zelfs eeuwenoud plantmateriaal opnieuw worden ontkiemd, zegt de wetenschapper, die zich sinds 2003 bezighoudt met onderwijs en onderzoek aan de Universiteit van Heidelberg als hoogleraar Plantensystematiek, Biodiversiteit en Evolutie.
Wat de koolfamilie betreft, hebben de onderzoekers van het COS niet alleen een uitgebreide collectie herbariumspecimens en zaden met duizenden monsters opgebouwd, maar ook een uitgebreide wetenschappelijke database genaamd BrassiBase. Naast hun eigen onderzoeksmateriaal maken ze gebruik van voorraden uit andere Duitse en internationale collecties.
De onderzoekskennis uit Heidelberg over de evolutionaire processen van kruisbloemige planten en de oorsprong van hun soort vloeide voort uit de zojuist verschenen ‘levensboom’ voor bloeiende planten. Bloeiende planten maken ongeveer 90 procent uit van alle bekende planten op het land, zijn vrijwel overal op aarde te vinden en worden gebruikt als voedsel, grondstof of energiebron.
De vraag hoe ze deze ‘dominantie’ ten opzichte van andere planten hebben kunnen ontwikkelen, is meer dan 140 miljoen jaar geleden ontstaan en houdt onderzoekers tot op de dag van vandaag bezig. De 'levensboom' (onder de 9.500 geanalyseerde soorten bevonden zich alleen al 800 bloeiende planten waarvan het DNA tot nu toe nog niet was bepaald) geeft ons nu nieuwe inzichten in hun oorsprong en relaties.
De initiatiefnemers van het project benadrukken dat de gegevens zullen bijdragen aan het identificeren van nieuwe soorten, het verfijnen van de classificatie van planten, het blootleggen van nieuwe geneeskrachtige stoffen en het behoud van planten in het licht van de klimaatverandering en het verlies aan biodiversiteit. Aan het grootschalige onderzoek werkten 279 onderzoekers uit 138 organisaties wereldwijd mee.
Het artikel is gepubliceerd in het tijdschrift Nature .