Biyoloji Anabilim DallarıBotanikGenel

Angiospermlerin Evrimi

Angiospermlerin Evrimi, Fosil Kaydı ve Filogenisi

Angiospermlerin Evrimi

Angiospermlerin evrimi en az 140 milyon yıl önce, Mezozoiğin sonlarında ortaya çıkmıştır. Bu dönemde, kladın ana dalları ortak atalarından çeşitlenmiştir. Kretase periyodunun ortasına kadar (100 milyon yıl önce) angiospermler karasal ortamların çoğunda baskınlık oluşturmaya başlamıştır. Dünyanın pek çok bölgesinde, kozalaklılar, sikaslar ve diğer  gymnospermler çiçekli bitkilere yol açtıkça peyzaj büyük ölçüde değişmiştir.

Angiospermlerin çiçekli ve meyveleri, bu bitkileri günümüz gymnospermlerinden belirgin bir şekilde ayrılmıştır. Bu durum, anigospermlerin kökenini bir gizem haline getirmiştir. Bilim insanları angiospermlerin yapısının nasıl perm filogenisini geliştirmekte, çiçekler ve de angiospermlerdeki diğer yeniliklerinin altında yatan gelişim ile özellikleri aydınlatmaktadır. Göreceğimiz gibi, Darwin ‘in gizemini çözme yönünde büyük gelişmeler olmakla birlikte, angiospermlerin ilk tohumlu bitkilerden nasıl türediklerini tam olarak anlayabilmiş değiliz.

Angiospermlerin Evrimi de Fosiller

Angiospermlerin evrimi ile alakalı Çinli bilim insanları, 1990’lı yılların sonlarında, 125 milyon yıllık şaşırtıcı angiosperm fosilleri bulmuştur. Bu fosiller, Archaefructus liaoningensis ve Archaefructus sinensis  olarak isimlendirilmiştir(Aşağıdaki görsel bunun örneğidir).

Arcahaefructus sinensis, 125 milyon yıllık bir fosil. Bu tür, diğer bütün angiosperm gruplarının kardeş grubunu temsil edebilir ya da su zambağı grubuna dahil olabilir. Araştırmacılar filogenetik analizler yaparak bu iki hipotezi test etmektedir.

Bunların bazı örnekleri günümüzde yaşayan angiospermlerin özellikleriyle benzerlik göstermektedir. Buna karşılık, diğer bazı özellikler farklılık gösterir. Örneğin Archaefrucdus sinensis’te anterler ve kapalı karpellerin içinde bulunan tohumlar bulunmaktadır. Fakat bitkide sepal ve petaller bulunmamaktadır. Bilim insanları, 2002’de, günümüzde yaşayan 173 bitki türü ile Archaefructus‘u karşılaştırmıştır. Araştırmacılar Archaefructus‘un, angiospermlerin bilinen en eski grubuna dahil olabilecekleri sonucuna varmışlardır.

Archaefructus fosillerine dayanarak, Archaefructus’un ve günümüzde yaşayan angiospermlerin ortak atalarının özelliklerini ortaya çıkarabileceği düşünülür. Fosiller Archaefructus‘un, basit çiçeklilerinin bulunduğunu , bitkinin sucul olduğunu ve bitkinin suyun üstünde kalmasına yardım etmiş olasılığı olan soğan şeklindeki yapılara sahip, otsu bir bitki olduğunu göstermektedir. Ancak angiospermlerin ortak atalarının basit çiçekli mi, otsu mu ve de sucul mu olduğunun araştırılması için, angiospermlerin yakın akrabası olduğu düşünülen diğer tohumlu bitkilerin fosillerinin de incelenmesi gerekir.

Bu bitkilerin hepsi odunsuydu. Bu da ortak atalarının olasılıkla odunsu olduğunu göstermektedir. Bundan bşka, paleobotanikçiler sucul ve daha sonra dallanan soylara ait ve Archaefructus’un çiçeklerine benzeyen çiçeklere sahip angiosperm fosilleri bulmuştur. Bu, basit çiçeklerin ve sucul büyüme şeklinin, ortak atanın özelliklerinden ziyade, Archaefructus’un türemiş özellikleri olduğuna işaret etmektedir. Sonuçta, araştırmacıların çoğu angiospermin ortak atasının odunsu olduğunu düşünse de, ortak atanın diğer özellikleri konusunda anlaşmazlıklar sürmektedir.

Angiosperm Filogenisi

Bilim insanları, ilk angiospermlerin vücut planını aydınlatmak için , uzun bir süredir, fosil türler dahil, hangi tohumlu bitkilerin angiospermlerin en yakın akrabası olduğunu belirlemek için çalışmaktadır. Moleküler ve morfolojik kanıtlar, günümüzde yaşayan angiospermlerin monofitik bir grup olduğunu ve bunların ilk ortaya çıkan soylarının, yaklaşık 305 milyon yıl önce angiospermlerin atalarından dallandıklarını göstermektedir. Bu, angiospermlerin 305 milyon yıl önce ortaya çıktıkları anlamına gelmez. Fakat gymnospermlerin ve angiospermlerin ortak, en son akrabalarının, o süreçte yaşadıkları anlamına gelir. Aşağıdaki görsel Bennettitales olasılıkla böceklerle tozlaşmış olduğu sanılan, çiçek benzeri yapılara sahip bir gruptur.

Bu çizimde, Bennettilas’de bulunan çiçek benzeri yapıların enine kesiti görülmektedir. Tohumlu bitkilerin ortadan kalkmış bir grubu olan Bennetitales’in gymnospermlere göre, angiospermlerle daha yakın akraba olduğu öne sürülmektedir.

Sistematikçiler bu konuyu filogenetik çalışmalarla çözmeye uğraşmaktadır. Bu çalışmalarda, çok çeşitli tohumlu bitkinin fosillerinden ve yaşayan türlerinden elde edilen verileri birleştirmektedir.

Angiospermlerin kökeninin anlaşılması, aynı zamanda, angiosperm kladlarının birbirlerinden ayrılma sırasının çalışılmasına bağlıdır. Bu konuda, son yıllarda önemli ilerlemeler kaydedilmiştir. Moleküler ve morfolojik kanıtlar olarak isimlendirilen, Güney Pasifik‘te yaşayan küçük bir çalının ve nilüferlerin en eski angiosperm soylarının yaşayan iki temsilcisi olduğunu göstermektedir (Aşağıdaki görselde görülmektedir).

Angiosperm filogenisi. Bu ağaç, morfolojik ve moleküler kanıtlara dayanarak, angiospermlerin evrimsel ilişkileri ile ilgili mevcut hipotelerden birini göstermektedir.
Angiospermler en az 140 milyon yıl önce ortaya çıkmıştır. Kesikli çizgiler, angiospermlerin olası bir kardeş grubu olan Bennettiales’in belirsizliğini sürdüren konumunu göstermektedir.

Angiospermlerde Gelişim Şekilleri

Bitki gelişimi ile ilgili çalışmalar, çiçekli bitkilerin kökeni konusunda ek ipuçları ortaya çıkarmaktadır. Örneğin, Amborella ile 2006 yılında yapılan bir çalışma, yumurtaları oluşturan öncül (atasal) hücrelerin, günümüzde yaşayan diğer angiospermlerde yumurtayı oluşturan öncül hücrelerden farklı olduğunu göstermiştir.

Araştırmacılar Angiospermlerde çiçek gelişimini denetleyen genler dahil, gymnospermler ve angiospermlerde gelişimle ilgili anahtar özellikteki genler üzerine çalışmaktadırlar. Elde edilen ilk bulgular, gymnosperm ve angiospermlerde ortak olan, gelişimle ilgili yolları ortaya çıkarmıştır. Bu ortak yollar, çiçekli bitkilerin kökenine götüren basamaklara ilişkin ipucu verebilir.


Angiospermlerin Evrimi – Çeşitlilik

Angiospermlerin evrimi nde  çeşitlilik Mezozoik’teki mütevazi başlangıçlarından bu yana, günümüzde angiospermlerin tür çeşitliliği 250.000’in üstüne çıkmıştır. Sistematikçilerin çoğu 1990’lı yılların sonuna kadar, çiçekli bitkileri kotiledon sayısı ya da embriyodaki tohum yapraklarına dayanarak iki gruba ayrılmıştır. Tek kotiledonlu türler monokotiller, iki kotiledonlu olanlar ise dikotiller olarak isimlendirilmiştir.

Bir zamanlar dikotiller olarak sınıflandırılmış türlerin büyük bir çoğunluğu, büyük bir klad oluşturmaktadır. Bu klad, günümüzde eudikotlar (“gerçek dikotiller”) olarak bilinmektedir. Daha önceki dikotillerin geri kalanı ise, daha küçük, bir kaç soy halinde gruplandırılmıştır. Bu soyların üçü, gayri resmi olarak bazal angiospermler olarak isimlendirilmiştir. Çünkü bunlar çiçekli bitkilerin en eski soylarını içermektedir. Magnoliidler olarak isimlendirilen bir soy ise daha sonra ortaya çıkmıştır.


Bazal Angiospermler

Günümüzde yaşayan bazal angiospermlerin şu an üç soydan oluştuğu düşünülmektedir. Bunlar yaklaşık sadece 100 tür içermektedir.

En eski soyun tek bir tür, yani Amborella trichopoda tarafından temsil edildiği sanılmaktadır. Yaşayan diğer soylar, nilüferleri içeren bir klad ve yıldız anasonu ile akrabalarının oluşturduğu diğer bir klad olarak dallanmıştır.

Amborella trichopoda Sadece Yeni Kaledonya’nın Güney Pasifik adalarında bulunan bu küçük çalı, angiosperm soy ağacının kaidesinde yer alan bir dalın yaşayan tek üyesidir.


Magnoliidler

Magnoliddler yaklaşık 8000 türden oluşmaktadır. Manolyalar, defneler ve karabiber en bilinenleridir. Magnoliidler hem otsu hem de odunsu türler içermektedir. Her ne kadar çiçek organlarının halkadan çok, sarmal düzenlenmesi gibi, bazal angiospermler ile bazı ortak özellikleri paylaşırsa da, eudikotlar ve monokotillerin daha yakın akrabasıdır.

Güney manolyası (Magnolia grandiflora)

Manolya ailesinin bu üyesi, odunsu bir magnoliiddir. Burada gösterilen ve “Goliath” olarak isimlendirilen günel manolyası varyetesinin çiçekleri yaklaşık bir ayak büyüklüğündedir.

 


Monokotiller

Angiosperm türlerinin yaklaşık 1/4 ü 70.000 tür monokotildir. Aşağıdaki örnek en büyük familyanın bazılarındandır.

Orkide (Lemboglossum rossi)

Eudikotlar

Eudikotlar angiosperm türlerinin 2/3 den fazlası eudikottur. Yaklaşık 170.000 tür vardır. Aşağıdaki görsel eudikot çeşitliliğinden biridir.

Kaliforniya haşhaşı (Eschscholzia californica)

Kaynak

  1. CAMPELL BIOLOGY , Ninth Edition , Angiospermlerin evrimi, Çeviri; Palme Yayıncılık (Alıntılar da dahil)
  2. Lewis, PO “Ayrık morfolojik karakter verilerinden filogeniyi tahmin etmeye yönelik bir olasılık yaklaşımı“.
  3. Qiu, Y.-L. et al. “En eski anjiyospermler: mitokondriyal, plastid ve nükleer genomlardan elde edilen kanıtlar“. Nature 402
  4. Crane, PR, Friis, EM & Pedersen, KR “Kapalı tohumluların kökeni ve erken çeşitlenmesi“. Nature 374

İzzethan Öztop

Lisans : Moleküler Biyoloji ve Genetik/ Moleküler Biyolog ve Webmaster/ Aynı zamanda bir makale yazarı

İlgili Makaleler

Bir cevap yazın

Göz Atın
Kapalı
Başa dön tuşu