Ein internationales Forschungsteam unter Leitung der Universität Göttingen hat durch Analyse von Genen und fossilen Daten neue Einblicke in die Evolution der Süßwasseralge Coleochaetophyceae gewonnen. Die Studie, veröffentlicht in der Fachzeitschrift Current Biology, zeigt, dass Komplexität im Pflanzenreich mehrmals entstanden und wieder verschwunden ist, und betont die Rolle des Timings bei der Genaktivierung.
Landpflanzen, von Moosen über Farne bis zu Bäumen, zählen zu den komplexesten fotosynthetischen Organismen. Ihre Vorfahren finden sich unter Grünalgen, insbesondere in der Gruppe Coleochaetophyceae, die noch heute in Süßgewässern vorkommt. Einige Arten bilden dichte, scheibenförmige Geflechte aus Zellfäden, während die nächsten Verwandten der Landpflanzen, Algen der Gruppe Zygnematophyceae, simpler strukturiert sind. Dies deutet auf wiederholte Entstehung und Verlust komplexer Merkmale in der Evolution hin.
Die Forscher schätzen, dass die Gruppe Coleochaetophyceae vor mehr als 600 Millionen Jahren entstanden ist, lange vor den ersten Landpflanzen. Untergruppen wie Coleochaete existieren seit über 400 Millionen Jahren, während komplexere Formen wie Coleochaete scutata erst vor etwa 65 Millionen Jahren auftraten. Um die Evolution komplexer Strukturen zu verstehen, müssen zahlreiche alte Abstammungslinien untersucht werden.
Genetische Untersuchungen enthüllten Gemeinsamkeiten zwischen Coleochaetophyceae und Landpflanzen, darunter Gene zur Regulierung des Wachstums und der Zellteilung. Keine spezifische Genkombination erklärt jedoch den Unterschied zwischen lockeren Zellfäden und scheibenförmigen Geflechten. Entscheidend ist vielmehr, wann und wie Gene aktiviert werden. Die Ergebnisse legen nahe, dass Komplexität auf uraltem genetischem Potenzial basiert, das die Evolution mehrmals neu verknüpft hat, ähnlich bei Algen und Landpflanzen.
Viele Arten der Gruppe werden in der Sammlung von Algenkulturen der Universität Göttingen gepflegt und dienen als Ressource für die internationale Forschung. Die Erkenntnisse tragen zum Verständnis bei, wie Komplexität in verschiedenen Linien unabhängig entstand und warum nächste Verwandte simpler geblieben sind.
Originalpublikation:
Bierenbroodspot, M. J. et al. Phylogenomics unveil recent origin of morphological complexity in Coleochaetophyceae. Current Biology (2025). https://doi.org/10.1016/j.cub.2025.08.046
