Svær start for dinosaurernes blomster

Darwins afskyelige mysterium er løst: blomsterplanterne myldrede ikke pludseligt frem for 100 mio. år siden. Allerede 25 mio. år tidligere fandtes der mange forskellige arter. De var bare små og groede spredt. Og så var de langsomme i optrækket.

Et internationalt forskerhold fra bl.a. Aarhus og Stockholm har for første gang analyseret kimen i fossile frø fra blomsterplanter, der levede for 125-110 mio. år siden.

Deres resultater, som netop er offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Nature, giver et robust svar på det spørgsmål, som Charles Darwin i 1879 kaldte "an abominable mystery".

Mysteriet gik ud på, at blomsterplanterne, som nu udgør mellem 80 og 90 pct. af alle Jordens plantearter, tilsyneladende opstod pludseligt for ca. 100 mio. år siden, midt i kridttiden.

Det var nemlig de ældste fossile blomsterplanter, man dengang havde fundet. Og hvis de virkelig var opstået pludseligt, måtte der være noget galt med Darwins teori om gradvis evolution gennem naturlig selektion. Det var derfor, han fandt det afskyeligt.

Her ses en samling af forskellige frugter og frø, der stammer fra den tidlige kridttid. De er alle målt og undersøgt med Tomcat-lyskilden, der findes på Swiss Light Source, Paul Scherrer Instituttet i Schweiz. Plantedelenes morfologi er rekonstrueret vha. røntgenmikroskopi. (ill: Else Marie Friis)

Darwin havde ret
Men der var ikke noget galt, har videnskaben efterfølgende konstateret. Siden slutningen af 1900-tallet er der nemlig fundet mange blomsterfossiler fra den ældre kridttid.

Og nu er forskerholdet ved hjælp af mange nye fund og ny teknologi nået frem til, at der allerede dengang for 125 mio. år siden fandtes mange forskellige arter af blomsterplanter.

”Vi har nu påvist, at de var mere diverse, end man hidtil har troet. De var også mindre, end man har troet. Og de voksede ret spredt. De dominerede ikke vegetationen, sådan som blomsterplanter gør i dag. Det er også derfor, man ikke stødte på fossile rester af dem i Darwins tid, men først næsten 100 år efter; de var svære at finde,” forklarer Else Marie Friis, der er professor emerita i palæobotanik på Naturhistoriska riksmuseet i Stockholm.

Else Marie Friis, der er dansker og uddannet på Aarhus Universitet, har gennem årtier specialiseret sig i netop blomsterplanternes historie gennem studier af fossiler fra kridttiden.

Det samme har Kaj Raunsgaard Pedersen, der er emeritus på Institut for Geoscience på Aarhus Universitet. Og det er de to, sammen med kolleger fra USA og Schweiz, som har gjort de nye opdagelser.

Dinosaurernes blomster
”Man kan sige, at de blomsterplanter, vi nu har analyseret, var dinosaurernes blomster. De opstod nemlig i den periode, da der levede flest forskellige arter dinosaurer. Der er tale om urter og små buske, som var for små til at udgøre føde for voksne dinosaurer. Men måske har nogle af dem været mad for dinosaur-kyllinger,” siger Kaj Raunsgaard Pedersen.

Han tilføjer, at nogle af de fossile blomsterplanter er ”forfædre” til nulevende grupper af urter og buske – som f.eks. åkander og stjerneanis.

Frø i virtuelle skiver
Forskerholdet har undersøgt over 250 bittesmå fossile frø fra ca. 75 forskellige arter, som er fundet i nutidens USA og Portugal og stammer fra den ældre kridttid. Frøene er kun mellem 0,5 og 2,5 mm. store, men alligevel er det lykkedes forskerne at finde velbevaret kim i mange af dem.

Kimen i et frø er forstadiet til en ny plante – en plantes fostertilstand, så at sige – og forskerne fandt den ved hjælp af en relativt ny teknologi, der kaldes synkrotron røntgen mikrotomografi.

Teknikken minder om CT-scanning, idet den laver en masse snitbilleder af emnet, som derefter sættes sammen til et tredimensionelt billede. Her er der blot tale om en særdeles kraftig røntgenstråling, genereret af synkrotronen Swiss Light Source i nærheden af Zürich. Der tages ca. 1600 billeder af et frø, der er halvt så stort som et knappenålshoved, mens frøet roterer, så billederne dækker 180 grader

I ca. 50 af frøene var kimen helt eller delvist bevaret i exceptionelt god stand, ofte endda så god, at forskerne kunne se detaljer i de enkelte celler – detaljer, som lignede cellekerner, proteiner og lipider hos tilsvarende nulevende blomsterplanter.

Lille kim i hvile
Ingen af frøene havde fuldt udviklet kim, og kimen var i alle tilfælde meget lille og med ekstremt små, ikke fuldt udviklede kimblade.

Her er så det tværsnit, der har bevist Darwins mysterium. Vi ser et virtuelt tværsnit af et frø, hvor man til højre kan se kimen (meget passende farvet i guld) og de næringsstofsdepoter, der er inden i frøet. Frøet er undersøgt med Tomcat-lyskilden, der findes på Swiss Light Source. Plantedelenes morfologi er rekonstrueret vha. røntgenmikroskopi. (ill: Else Marie Friis)

De fossile frø og kim er nemlig bevaret i deres hvile-fase. Lige som med moderne blomsterplanter har frøene ligget i dvale og ventet på, at forholdene skulle blive gunstige nok til at det kunne betale sig at spire – hvilket typisk vil sige at de kom i kontakt med vand.

Men til forskel fra nulevende blomsterplanters frø var disse tidlige arter altså udstyret med meget små kim og små mængder næringsvæv.

”Dermed har de ikke haft let ved at etablere sig. Inden frøet kunne gro til en ny plante, skulle kimbladene og kimroden først vokse inde i frøet. Med andre ord kunne frøet hvile i lang tid og vente på væde, men når så væden kom, gik der igen tid før kimen kunne udvikle sig, bryde frem og begynde at gro.

De tidlige blomsterplanter lignede på mange måder nulevende pioner-planter, som koloniserer åbent land, men kunne ikke matche den meget hurtige vækst, som kendetegner mange nulevende urter,” forklarer Else Marie Friis.