Mysterie van de dag: waarom zijn bloemen de meest dominante planten op aarde?

Charles Darwin noemde het ‘het afschuwelijke mysterie’: hoe ontstond de bloem en hoe slaagde ze erin om de dominante plant op aarde te worden?

Bloeiende planten of bedektzadigen maken 90 procent van alle levende plantensoorten in ons ecosysteem uit, waaronder de meeste voedingsgewassen. Honderden miljoenen jaar geleden werd de aarde echter gedomineerd door varens en coniferen. Toen de eerste bloem zo’n 150 miljoen jaar geleden plots verscheen, kwam een einde aan die overheersing en zag de wereld er een stuk kleurrijker uit.

Maar hoe kan het dat de bloem daar ineens was en niet geleidelijk aan evolueerde door natuurlijke selectie? En hoe valt die plotse overname te verklaren? Zelfs Charles Darwin wist het niet. Hij vreesde dat de uitleg zijn evolutietheorie onderuit zou kunnen halen.

Uit onderzoek in het vakblad PLOS Biology blijkt nu dat de snelle verspreiding van bloeiende planten mogelijk te maken heeft met de grootte van het genoom. Hoe kleiner, hoe beter, blijkbaar.

Kevin Simonin en Adam Roddy van de San Francisco State University en de universiteit van Yale analyseerden gegevens over de grootte van het genoom van honderden planten, waaronder bedektzadigen, naaktzadigen en varens. Daarna vergeleken ze de grootte van het genoom met anatomische kenmerken zoals de aanwezigheid van huidmondjes op bladeren. Ze vonden ‘sterk bewijs’ dat het succes en de snelle verspreiding van de bedektzadigen zo’n 150 miljoen jaar geleden te danken is aan ‘genoomverkleining’.

Krimpen om te groeien

Doordat het genoom, dat zich in de kern van de cel bevindt, kromp, ontstonden er kleinere cellen waardoor ze meer koolstofdioxide konden opnemen die nodig is voor de fotosynthese. Doordat de cellen kleiner werden, hadden bedektzadigen immers meer huidmondjes op hun bladeren en konden ze dus tot drie keer meer hun productiviteit versnellen dan hun naaktzadige concurrenten.

Hoe het komt dat genoomverkleining enkel voorkwam bij bedektzadigen is niet duidelijk. En waarom zijn varens en coniferen nog niet weggeselecteerd ondanks hun groter genoom en cellen? Verder onderzoek moet ook dat nog aantonen.

Twee jaar geleden wierpen wetenschappers van de KU Leuven in het vakblad The Plant Cell al nieuw licht op het ontstaan van de bloeiende planten. Het resultaat zou geruststellend geweest zijn voor Darwin: ook de evolutie van bloemen was een geleidelijk proces, dat in de hand werd gewerkt door het dupliceren van genen die vervolgens elk een eigen weg gingen.