(Poinar, Historische Biologie, 2021) Eine außergewöhnliche Bernsteinlagerstätte aus der Zeit vor etwa 40 Millionen Jahren hat eine seltene Form der elterlichen Fürsorge bei Pflanzen eingefangen – so selten, dass sie bisher nur einmal auf der Erde gemeldet wurde.
In den tiefgelben Tiefen dieses wunderschönen Fossils können Sie noch immer die Samen eines alten Tannenzapfens erkennen. Was es so ungewöhnlich macht, ist, dass die Samen bereits keimen und grün sprießen, bevor ihr Zapfen „geboren“ hat.
Normalerweise fallen Tannenzapfen zu Boden und öffnen sich dann, wenn das Klima warm und trocken wird, und geben ihre Samen an den Boden ab, wo sie dann von selbst keimen.
Das Keimen von Samen und das Heranwachsen von Sämlingen aus der Mutterpflanze wird von Wissenschaftlern als „vorzeitige Keimung“ oder „Samen-Viviparität“ bezeichnet. Diese tierähnliche Erziehung wird normalerweise nur bei Blütenpflanzen beobachtet und kommt auch dann vor bei weniger als 0,1 Prozent der Arten .
Bei Gymnospermen scheint es, wie bei Nadelbäumen, so gut wie nicht zu existieren.
Das ist das Besondere an diesem neuen Bernsteinvorkommen. Die Bilder unten zeigen mehrere embryonale Stängel, die durch den weiblichen Mutterkegel brechen.
(Poinar, Historische Biologie, 2021)
Oben: Die sprießenden Wurzeln der Embryonen aus dem Mutterkegel. Der Maßstabsbalken misst 650 μm.
Ein genauerer Blick auf die embryonalen Wurzeln. Der Maßstabsbalken misst 400 μm. (Poinar, Historische Biologie, 2021)
Wissenschaftler haben dieses Phänomen nur beobachtet schon einmal, im Jahr 1965 . Innerhalb eines einzelnen Tannenzapfens einer Himalaya-Kiefer ( Pinus wallichiana ) identifizierten Forscher die Keimung von Samen.
Die Forscher konnten nicht herausfinden, warum dies geschehen war, obwohl einige Wissenschaftler vermuten, dass Frost oder Kälte einen Tannenzapfen daran hindern könnten, sich zu öffnen und seine Samen freizugeben, sodass sie stattdessen im Inneren warm und geröstet bleiben.
„Die Samenkeimung in Früchten kommt bei Pflanzen ohne Samenruhe, wie Tomaten, Paprika und Grapefruit, recht häufig vor und geschieht aus verschiedenen Gründen.“ erklärt Biologe George Poinar von der Oregon State University.
„Aber bei Gymnospermen kommt es selten vor.“
Das Bernsteinvorkommen stammt in diesem Fall von der russischen Halbinsel Samland, die in die südöstliche Ostsee hineinragt.
Das genaue Datum ist nicht klar, aber die Lagerstätte entstand wahrscheinlich irgendwann im späten Eozän oder frühen Känozoikum, vor 30 bis 60 Millionen Jahren.
Trotz all dieser Zeit ist der versteinerte Kiefernzapfen in einem bemerkenswerten Zustand. An den Spitzen jedes embryonalen Sprosses können Forscher immer noch Ansammlungen winziger Kiefernnadeln erkennen.
(Poinar, Historische Biologie, 2021)
Über: Fünf Nadeln vom Tannenzapfen in baltischem Bernstein (eine ist gebrochen). Der Maßstabsbalken misst 100 μm.
Da diese Nadeln in Fünfergruppen zusammengefasst sind, glauben die Autoren, dass die alte Art wahrscheinlich mit einer anderen ausgestorbenen Kiefer verwandt ist, die in derselben Bernsteinquelle gefunden wurde Pinus cembrifolia .
Im Gegensatz zu diesen anderen Beispielen sticht dieser besondere Tannenzapfen hervor. Laut den Autoren handelt es sich um den einzigen Fossiliennachweis einer vorzeitigen Keimung bei Pflanzen.
(Poinar, Historische Biologie, 2021)
Über: So sehen alte Tannenzapfen normalerweise in Bernstein aus. Der Maßstabsbalken misst 630 μm.
„Das ist einer der Gründe, warum diese Entdeckung so faszinierend ist. Darüber hinaus handelt es sich um den ersten Fossiliennachweis einer Pflanzenviviparität mit Samenkeimung.“ sagt Poinar installieren.
„Ich finde es faszinierend, dass die Samen dieses kleinen Tannenzapfens im Inneren des Zapfens zu keimen beginnen und die Sprossen so weit herauswachsen können, bevor sie im Harz zugrunde gehen.“
Das ist natürlich nur eine Möglichkeit. Es ist noch nicht klar, ob die Embryonen, die durch den Tannenzapfen geplatzt sind, gekeimt sind, bevor oder nachdem er im Bernstein gelandet ist.
Es gibt jedoch Fälle, in denen auch dann noch Bewegung auftritt, wenn ein Organismus im Bernstein gefangen ist, wie etwa Parasiten, die versuchen, vor ihren zum Scheitern verurteilten Wirten zu fliehen.
Unter dem Mikroskop scheinen die hervorstehenden Wurzeln innerhalb der Kiefer mit einer dünnen Nagelhaut bedeckt zu sein, die den Autoren zufolge das Harz daran gehindert haben könnte, in die knospende Pflanze einzudringen und sie abzutöten.
„Dieser erste Fossiliennachweis der Samen-Viviparität bei Pflanzen zeigt, dass es im Eozän Pflanzen-Viviparität bei Gymnospermen gab“, sagt Poinar schlussfolgert die Studie .
„Dieser Zustand trat wahrscheinlich viel früher bei Gefäßpflanzen auf und es gibt keinen Grund, warum Viviparität nicht auch bei sporentragenden Pflanzen wie Bärfüßlern und Farnen aus dem Devon existiert haben könnte.“
Vielleicht finden wir eines Tages auch einige frühreife Embryonen unter diesen Pflanzen.
Die Studie wurde veröffentlicht in Historische Biologie .