Czynniki ekologiczne i ograniczenia rozwojowe warunkujące ewolucję wtórnej drzewiastości na przykładzie baldaszkowatych z podrodziny Apioideae (kierownik prof. Krzysztof Spalik)

Czy marchew może wyrosnąć w drzewo? Wysiana w ogrodzie pozostanie rośliną zielną, tak jak jej bezpośredni przodkowie. Jednak na Wyspach Zielonego Przylądka dzika marchew rozwinęła się w toku ewolucji w niewielki krzew. Dlaczego niektóre rośliny zielne wyewoluowały w krzewy i drzewa, powracając tym samym do formy życiowej, jaka cechowała ich odległego przodka? Jakimi drogami przebiegała ta ewolucja? Na te pytania staramy się odpowiedzieć badając drzewiastych i zielnych przedstawicieli rodziny baldaszkowatych (selerowatych) – ważnej pod względem ekonomicznym grupy roślin kwiatowych, która oprócz marchwi i dzięgla obejmuje wiele gatunków uprawnych i leczniczych, w tym seler, pietruszkę, koper, fenkuł, kminek i anyż.

Rośliny wtórnie drzewiaste częściej ewoluowały na wyspach niż na stałym lądzie. Sugeruje to, że powrotowi do drzewiastości sprzyjały kolonizacja nowych obszarów i zajmowanie nowych nisz ekologicznych. Aby sprawdzić tę hipotezę, odtwarzamy historię ewolucyjną baldaszkowatych na podstawie sekwencji DNA pozyskanych z baz danych oraz nowo otrzymanych. Opisujemy gatunki, uwzględniając ich formę i długość życia, siedlisko i zasięg geograficzny. Znając zależności pokrewieństwa ewolucyjnego oraz charakterystyki współczesnych gatunków, można za pomocą odpowiednich metod obliczeniowych odtworzyć cechy przodków. Przeprowadzimy takie rekonstrukcje, a tym samym sprawdzimy, czy w toku ewolucji pewne cechy zmieniały się wspólnie, np. czy zmianom niszy ekologicznej albo kolonizacji nowych obszarów towarzyszyły przemiany formy życiowej.

Rośliny drzewiaste cechują się intensywnym wytwarzaniem w łodydze tkanek przewodzących, przede wszystkim drewna, które odbywa się dzięki pierścieniowi tkanki twórczej. Ponieważ w toku rozwoju rośliny proces ten zachodzi po pierwotnym przyroście pędu na długość, nazywa się go przyrostem wtórnym. Umiarkowany przyrost wtórny może występować także u roślin zielnych i właśnie dzięki niemu zachowują one potencjał ewolucyjny umożliwiający powrót do formy o pędach silnie zdrewniałych. Sprawdzimy zatem, czy baldaszkowate przez większość swojej historii ewolucyjnej zachowały pełen potencjał powrotu do drzewiastości.

Aktualne wyniki projektu – wystąpienia konferencyjne i publikacje – można znaleźć na ResearchGate