Le piante da fiore, o angiosperme, sono il più grande gruppo di piante, contenenti oltre 300 000 specie viventi. Tutte queste specie discendono da un unico antenato comune più recente (MRCA), vissuto probabilmente tra 225 e 140 milioni di anni fa. La sua data esatta è ancora piuttosto incerta! Sfortunatamente, non abbiamo un fossile dell’MRCA delle angiosperme viventi, e anche se lo avessimo, senza una serie di fossili che lo collegano ai gruppi viventi, potremmo non riconoscerlo come tale. Tuttavia, possiamo anche utilizzare le specie viventi per ricostruire i caratteri delle prime piante da fiore. Per questo, dobbiamo prima fare un albero evolutivo accurato dalle sequenze di DNA delle angiosperme viventi. Poi mappiamo i loro stati caratteriali su questo albero per dedurre gli stati caratteriali più probabili nell’MRCA delle angiosperme. I caratteri che possono essere ricostruiti in questo modo includono la morfologia, l’anatomia, la fisiologia e anche l’ecologia delle prime angiosperme. L’albero genealogico delle angiosperme (Fig. 1) risulta essere molto asimmetrico: le sue prime biforcazioni portano, da un lato, a gruppi contenenti pochissime specie. Infatti, il probabile ramo più basale dell’albero delle angiosperme porta alla singola specie vivente Amborella trichopoda. Questo arbusto, endemico del sottobosco della foresta dell’isola tropicale della Nuova Caledonia, è quindi la probabile sorella di tutte le ~300 000 altre angiosperme viventi. Insieme con i rappresentanti dei due successivi lignaggi di angiosperme che si differenziano precocemente, Nymphaeales (ninfee e loro parenti stretti) e Austrobaileyales, Amborella ha un’importanza speciale per la ricostruzione degli stati caratteriali nelle prime angiosperme.
Due articoli presentati sulla copertina del numero di marzo di AoB (Fig. 2) usano i dati di Amborella e di altre angiosperme in fase iniziale di divergenza per cercare di ricostruire le caratteristiche del MRCA delle angiosperme. Nel primo di questi articoli, di Fogliani et al., la conclusione sembra chiara. Le prime angiosperme sembrano aver posseduto semi in cui era presente un meccanismo di dormienza che si basava su componenti sia morfologici che fisiologici. Questo meccanismo funzionava per ritardare la germinazione dei semi e quindi ottimizzare le loro possibilità di sopravvivenza. Questo tipo di dormienza è ancora presente in Amborella e nel genere Trithuria del secondo ordine di angiosperme divergenti più antiche Nymphaeales.
Nel secondo articolo, Anger et al. cercano di dedurre il tipo di sistema di riproduzione nelle prime angiosperme. I fiori delle prime angiosperme contenevano entrambi gli organi riproduttivi maschili e femminili, come è il caso della maggior parte delle angiosperme che vivono oggi, o queste piante erano dioiche, uno stato in cui solo i fiori maschili o solo quelli femminili sono prodotti su ogni individuo? È interessante notare che Amborella è piuttosto insolita tra le angiosperme basali nell’essere dioica. Questo stato caratteriale si traduce in una situazione ambigua in cui è impossibile al momento concludere se il MRCA delle angiosperme viventi era dioico o produceva fiori di entrambi i sessi. Tuttavia, Anger et al. suggeriscono un metodo attraverso il quale ulteriori lavori possono fare luce su questa domanda. Questi autori mostrano che una popolazione di Amborella coltivata a seme contiene un rapporto di 1:1 tra maschi e femmine, e che il sesso degli individui è stabile tra le stagioni di fioritura. Essi concludono da queste osservazioni che la dioicità in Amborella deve essere determinata da una coppia di cromosomi sessuali segreganti. Anger et al. continuano a suggerire metodi basati sulla bioinformatica che potrebbero essere utilizzati per datare l’origine della determinazione cromosomica del sesso in Amborella. Questa data d’origine dovrebbe aiutare a perfezionare le future ricostruzioni del sistema di riproduzione del MRCA delle angiosperme viventi.
Al momento, Amborella è l’unica angiosperma early-diverging il cui genoma è stato interamente sequenziato. Tuttavia, i miglioramenti nella tecnologia di sequenziamento del DNA rendono probabile che diversi genomi di altre angiosperme precocemente divergenti saranno presto disponibili. Inoltre, possiamo aspettarci che i genomi completi di un maggior numero di gimnosperme (conifere e loro alleati) saranno presto sequenziati. Le gimnosperme sono i parenti viventi più vicini alle angiosperme, e costituiscono un punto di riferimento esterno vitale per gli studi sull’origine delle angiosperme. Tutti questi dati molecolari supplementari dovrebbero aiutare a identificare le caratteristiche delle prime piante da fiore. Potrebbero anche far luce sulla questione più difficile di come le prime piante da fiore si siano evolute da un antenato attualmente sconosciuto, ma presumibilmente simile alle gimnosperme.
Charlie Scutt ha studiato scienze vegetali alle università di Reading e Durham prima di fare ricerca post-dottorato a Leeds e Lione. Attualmente è direttore di ricerca del CNRS francese, con sede all’Ecole Normale Supérieure di Lione. Lavora principalmente sull’origine e la prima evoluzione delle piante da fiore.
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