Datierte molekulare Phylogenien deuten auf einen Miozän-Ursprung von Arabidopsis thaliana hin

Datierte molekulare Phylogenien sind die Grundlage für das Verständnis der Artenvielfalt und für die Verknüpfung von Veränderungen in den Diversifikationsraten mit historischen Ereignissen wie Umstrukturierungen in Entwicklungswegen, Genomverdopplungen oder der Ausbreitung auf einen neuen Kontinent. Gültige fossilkalibrierte Punkte sind entscheidend für die genaue Schätzung von Divergenzdatierungen, aber für viele Gruppen von Blütenpflanzen sind fossile Beweise nicht verfügbar oder begrenzt. Arabidopsis thaliana, das primäre genetische Modell in der Pflanzenbiologie und die erste Pflanze, deren komplettes Genom sequenziert wurde, gehört zu einer solchen Gruppe, der Pflanzenfamilie Brassicaceae. Daher war der Zeitpunkt der Evolution von A. thaliana und die Geschichte ihres Genoms umstritten. Wir bringen zuvor übersehene fossile Beweise zur Bearbeitung dieser Fragen ein und finden heraus, dass die Trennung zwischen A. thaliana und Arabidopsis lyrata vor etwa 13 Millionen Jahren stattfand und dass die Trennung zwischen Arabidopsis und dem Brassica-Komplex (Brokkoli, Kohl, Raps) vor etwa 43 Millionen Jahren erfolgte. Diese Schätzungen, die zwei- bis dreimal älter sind als frühere Schätzungen, deuten darauf hin, dass die evolutionären Veränderungen von Genen, Genomen und Entwicklungsprozessen viel langsamer stattfanden als zuvor angenommen und dass Arabidopsis während einer Erwärmungsperiode und nicht während einer Abkühlung entstand. Wir haben einen 2- bis 10-fachen Anstieg der Diversifikationsraten von Arten am Ast festgestellt, der Brassicaceae mit seinen Schwestertafeln verbindet. Der Zeitpunkt dieses Anstiegs deutet auf einen möglichen Einfluss des Massenaussterbens am Übergang von der Kreide- zur Paläogen-Zeit auf ihre Radiation hin und dass Brassicales gemeinsam mit Pieriden-Schmetterlingen, die auf ölproduzierende Pflanzen spezialisiert sind, diversifiziert haben.