Plastiske planter


Hvilken gruppe planter er de mest plastiske/tilpasningsdyktige i verden? Planten(e) som går under navnet Hawaiian silversword hører vel hjemme der? Men hva er grunnen til at noen er så genetisk fleksible at evolusjonen nesten kan observeres med det blotte øyet, mens andre, som konglepalmene, er utrolig stabile?

Replies

Hei,
ser ingen har svart på dette - sjøl var jeg ikke i landet da du sendte inn meldinga...

Her må man nok presisere litt hva man mener.
Plastisk er et ord som gjerne oppfattes som fenotypisk plastisitet, dvs. at en genotype avhengig av miljøforholdene kan se ut som "hva som helst". Vannsoleier f.eks. kan opptre både med flyteblader og uten. Vasslirekne har en vannform og en landform som ser svært forskjellige ut, men forskjellen er ikke genetisk betinget. En meldestokk kan være en puslete liten sak på 10 cm høyde et sted, og en kjempe på over meteren og med millioner av frø et annet sted - uten at det skyldes annet enn nærings- og fuktighetsforhold.

Tilpasningsdyktighet er et vanskelig begrep - fordi det er uklart om en mener bredden til den økologiske toleransen til en art, eller evne til rask evolusjon, eller noe annet.

Hvorfor silverswordplanta skulle være spesielt plastisk eller tilpasningsdyktig kan ikke jeg se - den lever tvert imot i et meget veldefinert habitat, en meget snever nisje, og tåler neppe mye "slinger i valsen" fra naturens side. Men jeg har en mistanke om at du i stedet med plastisitet mener hva årsaken er til at de har klart å bli så morfologisk spesielle. Vel, det skyldes som alltid et kronglete historisk forløp som sikkert innebærer både kolonisering av nytt jomfruelig habitat med senket konkurranse, elementer av genetisk drift og sterkt og nytt seleksjonstrykk. Grupper som endrer seg raskt morfologisk gjør det gjerne på grunn av sterkt og "uventet" (nytt) seleksjonspress i et habitat med senket konkurranse fra spesialiserte arter, og gjerne med god hjelp fra mutasjoner eller andre genetiske endringer som under slike forhold ikke blir luket bort slik de ville ha gjort under mer tradisjonelle seleksjonsregimer, og av genetisk drift som raskt kan øke frekvensen av et sjeldent mutantallel.
Så aparte grupper skyldes gjerne tilfeldigheter som har bragt arter til "rare steder" under "rare omstendigheter" som har tillatt "rare eksperimenter" å pågå uten katastrofale følger. Og tilfeldigheter er som kjent noe som kan skje den beste - uten at det dermed nødvendigvis ligger noen dypere forklaring bak.

Det er også tvilsomt om man kan si at konglepalmene er utrolig stabile. De er derimot siste gjenværende rest av en tidligere langt mer mangfoldig gruppe der det aller meste av den tidligere variasjonen er tapt. Slett ikke alle fortidas konglepalmer så ut som dagens konglepalmer. Hvis alle pattedyr utenom mennesket hadde vært utdødd, ville det ikke dermed vært riktig å si at pattedyrene er en utrolig stabil gruppe.
Det var nok først og fremst plastisk i forbindelse med evolusjon jeg tenkte på, selv om det med vannsoleie og vasslirekne var interessant.
For eksempel har kålplanten som mennesker dyrker vært i stand til å oppstå i mange varianter gjennom menneskelig seleksjon.
Hvis nytt land blir tilgjengelig for planter, er det kanskje slik at en art kanskje utvikler seg til tre-fire nye arter, mens en annen art formelig eksploderer i nye arter, former og fasonger og tilpasser seg et langt bredere spekter av nisjer. I dyrenes verden er cichlidene et godt eksempel på en slik variasjon. En liten håndfull kan gi opphav til mange arter, mens en håndfull lungefisk trolig fremdeles hadde vært en håndfull lungefisk selv etter at det hadde oppstått flere hundre cichlidearter.

Konglepalmer har sikkert vært mye mer variert før i tida, men den gruppen som gjenstår har vel holdt seg temmelig stabil gjennom flere millioner år?

Du har helt rett i det siste. Enda mer stabil har f.eks. lusegras og andre kråkeføtter vært - de har neppe endret seg morfologisk noe særlig siden devon.
Men jeg er tilbøyelig til å se litt statistisk på det, og ikke nødvendigvis legge noen dypere mening i det. I et slektskapstre med tilstrekkelig mange grener vil det nødvendigvis være en viss statistisk spredning på levetiden til en ny grein. Og hvis en ser på bare de greinene som eksisterer lenge uten å danne nye sidegreiner, så vil det nødvendigvis være en viss spredning i graden av opprettholdelse av morfologiske trekk. Dermed er det at noen grupper beholder sin morfologi lenge, mens andre grupper i større grad har endret sin morfologi over tid, egentlig bare en statistisk nødvendighet. Men selvsagt betyr ikke det at det er helt tilfeldig hvilke arter som gir opphav til mange nye arter, eller som gjennomgår mye morfologisk evolusjon, og hvilke som ikke gjør det.

Rask og omfattende artsdanning skjer først og fremst
(a) ved kolonisering av nydannet habitat der konkurransen over tid fortsetter å være svekket, ved at mange av de artene som de koloniserende artene normalt sameksisterer med der de kommer fra, mangler. Dette er typisk f.eks. for nyoppståtte øyer langt fra land, eller nyoppståtte fjell langt fra tidligere eksisterende fjellstrøk, eller andre nye og isolerte biogeografiske øysituasjoner; eller
(b) etter katastrofer i stor skala, - klimaendringer, nyoppståtte kontakter mellom tidligere isolerte øyer/kontinenter, astronomiske katastrofer;eller
(c) ved store evolusjonære gjennombrudd (erobringen av landjorda, erobringen av lufta etc.)


I slike situasjoner er det antakelig bestandig de populasjonene som (a) har mye genetisk variasjon (pga stor populasjonsstørrelse over tid), (b) som morfologisk ikke er altfor speialisert til en snever nisje, og/eller (c) som tilfeldig viser seg preadaptert til å kunne utvikle en løsning på et nytt problem, og vel og merke alt dette relativt til andre populasjoner som befinner seg på samme sted til samme tid, som vil kunne gi opphav til en radiasjon av nye arter. Mens de som har mindre genetisk variasjon, er sterkt spesialiserte på forhånd eller som ikke er så heldige å ha med seg en tilfeldig preadaptert nyttig egenskap, vil ikke gi opphav til like mange arter. Dette er også noe som det nødvendigvis vil være en statistisk spredning på. I et område med mye lokal artsdannelse vil det derfor aldri være slik at alle grupper gir like mye nye arter - det er en statistisk umulighet. Mange av de endemiske, nydannete artene vil derfor med nødvendighet være nære slektninger.

Kålplantene er at interessant eksempel. Riktignok er dette kunstig avl - ingen av disse aparte kålsortene ville eksistert om f.eks. kålplanta hadde vært giftig. Og f.eks. blomkål er jo en mutasjon som ikke er videre gunstig for plantas reproduktive evne. Men ser vi nøye på saken, så er kålformene avledet av en gruppe planter (åkerkål og slektninger) som er insektspollinerte med god nektarproduksjon, og derfor ikke spesielt tilpasset innavl; de er kortlevete og har derfor kort generasjonsstid; de har stor frøproduksjon; de har en generalistisk, opportunistisk økologi uten store spesialiseringer; de har som mange ugrasplanter stor variasjon i størrelse og stor evne til å produsere mye biomasse hvis forholdene tilsier det.
Høres ut som en sannsynlig forklaring. I de moderne tider vi lever i finnes det mulighens enda en måte å danne flere ny arter på. I Tsjernobil skal man ha oppdaget av det på grunn av mutasjoner som følge av stråling har dannet seg bestander av rotter som er mer genentisk forskjellige fra hverandre enn vanlige rotter og mus. Det samme gjelder vel for planter med kort generasjonstid.

Interessant at åkerkål i en annen tid og i en annen sammenheng kunne ha blitt oppfattet som en ugressplante. Er det mulig at det finnes flere planter med samme egenskaper som ugress som kunne egnet seg som spiselig kulturplante?


Åkerkål er faktisk en ugrasplante som vokser både i åkre og på veikanter i Norge.
Det er regnet ut at ca 80 % av verdens mat er basert på mindre enn 24 arter av planter og dyr. Antallet potensielt spiselige arter er enormt. Ingenting tyder på at de artene som tilfeldigvis en gang er tatt i kultur og avlet og foredlet fram til dagens kulturplanter nødvendigvis er de mest gunstige eller effektive - folk tok i bruk rett og slett det som var lettest å ta i bruk, og vi bygger videre på deres valg.

Det at flere kulturplanter har ville nære slektninger eller stamformer, er forresten en av årsakene til at mange botanikere er svært skeptiske til bruk av genmodifiserte kulturplanter - fordi gener da lett kan spres til de ville slektningene, som man ikke har noen kontroll over, og via nettverket av de ville populasjonene til andre kulturplanter andre steder.