Allt liv på jorden har ett gemensamt ursprung och hänger ihop i ett ”livets släktträd”. För att kunna ta väl genomtänkta beslut om hur vi ska kunna bevara så många grenar som möjligt av detta stora släkt­träd, behöver vi skaffa oss en god förståelse för de organismer som lever idag och deras evolutionära historia. Systematisk biologi, eller systematik, är ett forskningsområde som förutom att namnge och beskriva naturens mångfald också analyserar evo­lutionära mönster och studerar processerna bakom dessa mönster. Tack vare systematiken samlar vi fler och fler bitar till det gigantiska pussel som utgör den evolutionära historien för allt liv omkring oss.

Vad gör en systematiker?

Systematiker använder sig av information om i första hand nu levande organismer för att analysera släktskap och ta fram väl underbyggda hypoteser om evolutionära mönster. Idag utgör DNA-sekvensdata nästan alltid grunden för dessa studier och metoderna utvecklas i snabb takt så att vi idag kan få fram och analysera stora mängder data. Resultatet av släktskapsanalyserna är en fylogeni, ett släktträd, i vilket vi kan utläsa vilka arter, eller grupper av arter, som är nära släkt och vilka som är mer avlägset släkt med varandra. En grupp som inkluderar en anmoder och alla dess avkommor kallas för en monofyletisk grupp (monofyli – ett ursprung). För att förstå biologiska processer behöver vi ha en evolutionär förståelse som ramverk där kunskap om gruppers gemensamma ursprung fungerar som bas. Ett exempel på en monofyletisk grupp är fröväxterna. De kännetecknas av att de alla har frön, en egenskap som är unik för gruppen.

Men DNA är inte allt! För att få en heltäckande bild av en organismgrupp krävs också ingående studier av organismerna i sig, både i fält och i musei­samlingar. Dessa mer klassiska delar av systemati­ken, där vi studerar morfologiska (utseendemässiga) karaktärer, jämför och beskriver, kommer alltid att behövas som ett komplement till DNA-studier. För att kunna tolka de evolutionära mönster vi ser måste vi förstå biologin hos de organismer vi tittar på.

Idag är systematiken ett brett forskningsfält där släktskapsanalyser utgör grunden för att ställa vidare frågor om organismgruppers evolutionära historia. En gren av systematiken som fler och fler arbetar med är historisk biogeografi, ett fält där vi studerar släktskapsrelationer och utbredningsmöns­ter i ett historiskt perspektiv. Vi ställer oss frågor som: Hur har en organismgrupp fått den utbred­ning vi ser idag? Vilka processer har format dessa mönster? Resultaten av systematisk forskning är också utgångspunkt för all annan forskning där det är avgörande att placera in arbetet i ett evolutionärt ramverk.

Dvärglummer Selaginella selaginoides vid Nordkap, Norge.

Foto: Stina Weststrand

Mosslumrarnas evolutionära historia

I min forskning har jag studerat mosslumrar, en växtfamilj vars vetenskapliga namn är Selaginel­laceae och som hör till lummerväxterna. Trots sitt namn är mosslumrar alltså inte särskilt nära släkt med mossor. Mosslumrar finns i stort sett i hela världen, men av de ca 750 arter som vi känner till växer de flesta i fuktiga tropiska skogar (konturerna av några arter kan ses runtom på uppslaget). Bara en art, dvärglummer (Selaginella selaginoides), finns i Sverige. I mitt forskningsprojekt har jag varit intresserad av att förstå hur mosslumrarnas släkt­skap ser ut och vilka processer som kan ha format dagens världsvida utbredningsmönster.

Mosslumrarna har en lång evolutionär historia. Det äldsta fossilet från gruppen är daterat till 345 miljoner år, vilket gör mosslum­rarna till en av de tidigaste kärlväxtgrupper som vi känner till. Detta kan jämföras med vår idag mest artrika växtgrupp – blomväxterna – som uppskattas ha uppkommit för ca 140 miljoner år sedan. Förutom sin höga ålder har mosslumrarna en speciell förökningsstrategi som gör gruppen särskilt intressant att studera ur ett evolutionärt perspektiv. Mosslumrarna sprider sig med två typer av sporer: ”stora” megasporer (0,2–1,2 mm i diameter) i vilka ägg utvecklas, och små mikrosporer (ca 0,03 mm i diameter) där spermier utvecklas. Spermierna från mikrospo­rerna befruktar äggen inuti megasporerna. Båda sporerna behövs alltså för fungerande reproduk­tion. Megasporernas förhållandevis stora storlek har ansetts ha en negativ effekt på mosslumrarnas förmåga att sprida sig över långa avstånd.

Genom omfattande släktskapsanalyser, morfologiska studier och studier av mosslumrarnas historiska biogeografi har jag med min forsk­ning kunnat ge en klarare bild av mosslumrarnas evolutionära historia. Det mest oväntade resultatet är att gruppen, åtskilliga gånger under de senaste 50 miljoner åren, verkar ha spridit sig över världs-haven. Det här ger oss en helt ny bild av vilka växter som kan sprida sig över långa avstånd. Att få bättre förståelse för utvalda organismgrupper, som exempelvis mosslumrar, ger oss ökad kunskap om biologisk mångfald både idag och i ett längre evolutionärt perspektiv. I förlängningen ger detta oss en möjlighet att förutsäga organismers för­måga att överleva i föränderliga miljöer.

Landväxternas släktträd. Överst i trädet visas grupperna av nu levande landväxter. När vi går nedåt i trädet går vi tillbaka i tiden. Där två grenar/ växtlinjer möts, delar de en gemensam anmoder.

Foto: Ill: Stina Weststrand