– För mig var det länge ett mysterium – hur kan blommor av samma art som bara växer några mil ifrån varandra och som pollineras av samma insekter se så olika ut, säger biologiforskaren Magne Friberg vid Lunds universitet.
I åtta år har Magne Friberg, tillsammans med kollegor och internationella samarbetspartners, studerat vad som gör att blommornas storlek och utseende varierar så mycket hos den kaliforniska stenbräckan Lithophragma bolanderi.
Efter att ha kombinerat växthus- och fältstudier med moderna genomiska analyser och kontrollerade experiment hittade man till sist ett svar. Det visade sig att nyckeln bakom skillnaderna i de karaktäristiskt vita, stjärnformade blommornas storlek och utseende är en storskalig mutation – en så kallad genomfördubbling.
– Upptäckten bidrar med nya pusselbitar som hjälper oss att förstå hur den fantastiska mångfalden av blommor har uppstått i naturen. Den här typen av mutation är nämligen vanlig bland blomväxter, säger Magne Friberg.
Studien sätter fingret på hur mycket dold variation som finns i naturen. Karin Gross, tidigare forskare vid Lunds universitet och idag knuten till det österrikiska universitetet University of Salzburg, utvecklar:
– Den här växtarten har under sin evolutionära historia genomgått flera genomfördubblingar, så individer i vissa populationer har fyra, eller till och med sex uppsättningar av varje kromosom. Studien visar att individer med ett dubblerat eller tredubblat dna-innehåll också utvecklar blommor med ett delvis annorlunda utseende, säger Karin Gross.
I studien har forskarna inte bara kunnat frikoppla hur genomfördubblingar påverkar blommornas utseende från effekterna av naturlig selektion från växtens pollinerare. De nya resultaten visar också att det finns en viss förutsägbarhet i hur de storskaliga mutationerna påverkar blommornas utseende. Upptäckten av mutationernas betydelse för blommornas evolution ger upphov till ett antal nya frågor.
– Eftersom mutationen leder till direkta utseendeförändringar i blommorna är vi nu ytterst intresserade av att förstå hur dessa förändringar påverkar samspelet mellan växter och pollinerare. Kanske attraherar mutanterna helt nya pollinerare, vilket kan leda till att nya arter och artinteraktioner uppstår, säger Magne Friberg.
Studien publiceras i den vetenskapliga tidskriften Proceedings of the National Academy of Sciences, PNAS: ”Repeated polyploidization shapes divergence in floral morphology in Lithophragma bolanderi (Saxifragaceae)”