Den första blomman

Den första blommanFossilfynd av de äldsta blommorna visar att de var mycket små, bara ett par millimeter, och oregelbundna. De innehåller i stort sett bara fortplantningens allra viktigaste delar – i det här exemplaretendast pistill eftersom det är en honblomma. Blomväxter är moderna påfund. De första växterna koloniserade land för mer än 400 miljoner år sedan, men man får leta i sediment som avsattes flera hundra miljoner år senare för att träffa på rester av blomväxter. Dessutom är sådana fossil svåra att hitta, de allra tidigaste blommorna var nämligen minimala skapelser. Men under de senaste tjugo åren har enastående välbevarade fossil av blomväxter hittats på många håll i världen. De har legat inbäddade i avlagringar från krita, den geologiska period som inleddes för ca 145 miljoner år sedan och varade fram till 65 miljoner år före nutid. Fynden omfattar tusentals små, tredimensionellt bevarade blommor, frukter och frön och gör det möjligt för oss att studera viktiga faser i blomväxternas allra tidigaste utveckling. Fossila skatter i SkåneÅr 1980 publicerade pollenforskaren Annie Skarby och jag ett epokgörande fynd av fossila blommor i Skåne. Då hittade vi ett stort antal, ca 80 miljoner år gamla, blomfossil i ett lertag norr om Ivösjön. De var visserligen inte de allra äldsta fynden av blomväxter. På andra håll i världen hade forskare funnit 50-60 miljoner år äldre rester, men dessa var mycket ofullständiga. Fynden i Skåne hade däremot hela blommor med välutvecklade blomdelar såsom foder, krona och nektarium (bild 2 och 6). De fossilrika avlagringarna från krita i Skåne består av ler-, silt- och sandsediment som avsattes i ett delta vid kusten. Sedimenten är fortfarande mjuka, och det har därför varit lätt att sålla fram de organiska resterna efter att först ha slammat upp materialet i enbart vatten. Liknande sediment där det förekommer rikligt med fossil av blommor, frukter och frön har numera hittats också på andra ställen i Europa, Asien, Nordamerika och nyligen även i Antarktis. De flesta fossil är från ungefär samma tidsperiod som Skånefynden, men en del är äldre.Efter det att Skånefynden var gjorda har jag tillsammans med mina två samarbetspartner Kaj Raunsgaard Pedersen och Peter Crane upptäckt en mängd andra blomfossil. De hittills äldsta blomfossilen har vi hittat i Portugal och Nordamerika i sediment som är betydligt äldre, 120-125 miljoner år gamla. I Nordamerika förekommer de i de s k Potomac Group-sedimenten på den atlantiska kustslätten och i Portugal i avlagringar i den s k västportugisiska bassängen. Denna plats har länge varit känd för sitt innehåll av pollen och blad från tidiga blomväxter, men först under de senaste åren har också blommor hittats där. Två överraskningarMed ganska få undantag är de äldsta fossila blomresterna mycket små, sällan mer än ett par millimeter i diameter. De är inte synliga för blotta ögat utan måste först lösgöras från sedimenten och sedan letas fram under mikroskop med stor förstoring. Det var helt oväntat att blommorna skulle vara så små, och detta förklarar också varför fossila blommor från krita inte hade hittats tidigare. Att blommorna ofta är ytterst välbevarade var en annan överraskning. I många fall är den tredimensionella formen oförstörd, och blomman kan ha alla sina beståndsdelar kvar. Detta förklaras av att fossilen i de flesta fall består av förkolnade blomrester – träkol är ett material som är mycket motståndskraftigt mot nedbrytning. De många fynden av träkol i sedimenten tyder på att vegetationsbränder var vanliga i det varma och torra klimat som rådde på många ställen under krita.De välbevarade fossilen gör det möjligt att skapa sig en detaljerad bild av de allra tidigaste blommorna. På så sätt kan vi forska om blommornas fortplantning och deras släktskap med andra växter. Tack vare de rika fossilfynden i sediment från olika tider under krita kan vi också studera hur blomväxterna har utvecklats under denna 80 miljoner år långa geologiska period (bild 5). Gammal var inte äldstTills nyligen har magnoliorna fått stå modell för den mest ursprungliga och primitiva blomman. Magnolians blomma är stor och bisexuell, dvs den har både ståndare och pistill förutom många andra delar. Anledningen till att just magnolian valdes är att den har viss likhet med några släkten i en numera utdöd växtgrupp. Andra, enklare blomtyper har forskare försökt härleda ur denna blomma genom förenkling, dvs genom att tänka bort beståndsdelar som inte förekommer i dessa blommor.Men magnoliamodellen har inte varit allenarådande, och speciellt under senare år har den ifrågasatts. De nya fynden av fossila blommor och andra rester av blomväxter har visat att magnoliafamiljen utvecklades först i mitten av krita för ca 100 miljoner år sedan. Den utgör alltså en senare förgrening på blomväxternas utvecklingsträd (bild 3) och var inte med från början då växterna började utveckla blommor. Släktskap och utveckling kan också studeras på molekylärgenetisk väg genom studier av DNA från nu levande växter. Även sådana undersökningar visar att magnoliorna inte finns med bland de tidigaste förgreningarna. Man har också kommit fram till att sådana egenskaper och detaljer hos magnoliorna som tidigare betraktades som ursprungliga i själva verket har tillkommit mycket senare. Ett exempel på detta är hur fruktanlaget är konstruerat. Det som är utmärkande för blomväxterna är att de är gömfröiga, vilket innebär att fröanlaget är inneslutet i ett s k fruktanlag. Men det finns flera steg i utvecklingen mot att fröanlaget är helt omslutet. Utvecklingen tycks gå från att växten stänger till fruktanlaget med hjälp av ett sekret till att fruktanlaget har vuxit ihop helt, vilket är fallet hos magnoliorna.Familjer med gammalt ursprungDe första förgreningarna i blomväxternas släktskapsträd består av fem grupper av nu levande växter: Amborella, Nymphaeales, Illiciales, Trimeniaceae, Austrobaileyaceae (bild 3). Informellt kallas de fem för ANITA efter de första bokstäverna i gruppernas namn. Detta släktskapsträd baserar sig på de senaste molekylärgenetiska analyserna och är ett s k fylogenetiskt träd. Det innebär att varje grupp har ett gemensamt ursprung, varifrån gruppens speciella egenskaper kan härledas. I gruppen Amborella finns bara ett släkte, och det är placerat i en egen familj, Amborellaceae. Växter som tillhör familjen förekommer i dag endast på Nya Kaledonien i Stilla havet. Trimeniaceae och Austrobaileyaceae, samt de två familjerna i Illiciales (Illiciaceae och Schisandraceae) är också små med begränsad geografisk utbredning. Endast Nymphaeales har en närmast global utbredning. En annan familj som ofta placeras nära släktskapsträdets rot är Chloranthaceae, som i dag är en liten grupp med endast fyra släkten. Den är bland de äldsta familjer som har funnits sedan krita. Arter som tillhörde familjen fanns överallt på den tidens kontinenter, och fossil av dem finns nu över hela jordklotet från Antarktis till Grönland.Bara en spillra återstårHur skiljer sig då den äldsta kända blomman från den ursprungliga magnolian? Jo, den var inte bara liten och saknade slutet fruktanlag, den var dessutom oregelbundet uppbyggd med få beståndsdelar (bild 1). Ett typiskt drag är att alla beståndsdelar var fria och sällan sammanväxta, vilket de ofta är i moderna blommor. Den första blomman hade inga kronblad, och den producerade inte heller någon nektar. Ståndarna däremot tycks ha haft flera andra funktioner utöver huvuduppgiften att producera pollen. De var byggda så att de kunde skydda frukt- och fröanlag under blommans knoppstadium. Och under blomningen var det ståndarna som drog till sig pollinerande insekter genom lockande färger och dofter. Insekterna belönades med enbart pollen eftersom blomman saknade nektar. Under utvecklingens gång övertogs sedan dessa extrauppgifter hos ståndarna av blommans foder, krona och nektarium. I ca 120-125 miljoner år gamla sedimentprover från Portugal hittade vi en blomma som påminner om en liten, liten näckros. Fyndplatsen är ett stort lertag nära den lilla orten Vale de Agua som ligger omkring 100 kilometer norr om Lissabon. Blommans blad och ståndare är borta, men små ärr visar hur de har suttit i den ursprungliga blomman (bild 7). Själva fossilet är bara några få millimeter brett, och den ursprungliga blomman har knappast varit mer än 1 centimeter i diameter. Blomman tillhör ett numera utdött släkte. Den är nära släkt med näckrosorna men har vissa drag som inte längre finns hos dessa växter. I Portugal har vi, förutom den lilla urblomman, hittat mängder av andra blomväxter i sediment från krita. Sedimenten är mycket rika på fossil av blomväxter och innehåller kanske 150 olika arter. De flesta finns vid roten i blomväxternas släktskapsträd, och endast få kan länkas till nu levande former. Det ser ut som om de ursprungliga blomväxterna gav upphov till en stor mängd olika utvecklingslinjer under en första dramatisk evolutionär fas. Dock dog de flesta av dessa tidiga linjer ut. Dagens blomväxter utgör alltså bara en liten spillra av alla dem som funnits under tidigare geologiska tidsåldrar. Men många fler har tillkommit sedan krita.ELSE MARIE FRIIS ÄR PROFESSOR I PALEOBOTANIK VID NATURHISTORISKA RIKSMUSEET. HENNES FORSKNING FINANSIERAS FRÄMST AV VETENSKAPSRÅDET OCH CARLSBERGSFONDEN.