Riesige Seerose, die in Kew Gardens gezüchtet wurde, als neu für die Wissenschaft bezeichnet

Ein neues Papier, das heute in der Zeitschrift veröffentlicht wurde Grenzen in der Pflanzenwissenschaft, skizziert eine neue botanische Entdeckung in der Gattung Victoria, der berühmten Gattung der Riesenseerosen, die 1852 nach der britischen Königin Victoria benannt wurde. Bis jetzt gab es nur zwei bekannte Arten von Riesenseerosen, die neue Art macht es drei. Exemplare der neuen Art, Victoria boliviana, befinden sich seit 177 Jahren im Herbarium von Kew und seit 34 Jahren im Nationalherbarium von Bolivien. Während dieser Zeit wurde allgemein angenommen, dass es sich um Victoria Amazonica handelt.

Nach Jahren der Untersuchung hat jedoch ein Team unter der Leitung von Kews wissenschaftlichem und botanischem Forschungsgärtner Carlos Magdalena, der freiberuflichen Kew-Botanikkünstlerin Lucy Smith und der Biodiversitätsgenomik-Forscherin Natalia Przelomska zusammen mit Partnern vom National Herbarium of Bolivia, Santa Cruz de La Sierra Botanic Garden, gefunden und La Rinconada Gardens, konnten es endlich als neue wissenschaftliche Art bestätigen, indem sie neuartige Daten und ihre einzigartige Mischung aus Fachwissen verwenden.

Die Autoren des Papiers beschlossen, die Art zu Ehren der bolivianischen Partner und der südamerikanischen Heimat der Seerose zu benennen, wo sie in den aquatischen Ökosystemen von Llanos de Moxos wächst. Mit Blüten, die sich von weiß zu rosa verfärben und stacheligen Blattstielen tragen, ist V. boliviana heute die größte Seerose der Welt, deren Blätter in freier Wildbahn bis zu 3 Meter breit werden. Der aktuelle Rekord für die größte Art wird von La Rinconada Gardens in Bolivien gehalten, wo die Blätter 3,2 Meter erreichten.

Eine botanische Herausforderung

Arten der Gattung Victoria sind seit Jahrzehnten nur unzureichend charakterisiert. Diese Wissenslücke ergibt sich aus dem Fehlen von „Typusexemplaren“ (Exemplare der ursprünglichen Pflanze, die zur formalen Beschreibung der Art verwendet werden) in weltweiten Pflanzensammlungen – dies liegt hauptsächlich daran, dass riesige Seerosen in freier Wildbahn schwer zu sammeln sind. 1832 war V. amazonica die erste Art, die in der Gattung benannt wurde, aber es fehlten Daten, um Vergleiche mit neuen Arten zu ermöglichen, die seitdem gefunden wurden – ein Faktor, der zu der ursprünglichen Fehlidentifizierung dieser neuen Seerose führte.

Mit dem Ziel, das Wissen über Victoria zu verbessern, haben die Autoren des Papiers alle vorhandenen Informationen aus historischen Aufzeichnungen, Gartenbau und Geographie zusammengestellt und einen Datensatz der Merkmale der Art mithilfe von Citizen Science zusammengestellt (iNaturalist-App und Social-Media-Posts, die Victoria und Riesenseerosen markieren). und Exemplare aus Herbarien und lebenden Sammlungen auf der ganzen Welt.

Die Wissenschaftler Natalia Przelomska und Oscar A. Pérez-Escobar aus Kew analysierten ebenfalls die DNA von V. boliviana und stellten fest, dass sie sich genetisch stark von den beiden anderen Arten unterschied. Die gesammelten Daten bestätigten, was die Autoren vermutet hatten – dass es tatsächlich drei Arten dieser ikonischen Gattung gibt: V. amazonica, V. cruziana und V. boliviana. Ihre Ergebnisse legen nahe, dass die neue Art am engsten mit V. cruziana verwandt ist und dass sie sich vor etwa einer Million Jahren voneinander getrennt haben. Natalia sagt: „Angesichts des schnellen Verlusts an Biodiversität ist die Beschreibung neuer Arten eine Aufgabe von grundlegender Bedeutung.

Dr. Alex Monro, Forschungsleiter im Amerika-Team bei RBG Kew und leitender Autor des Artikels, sagt: „Diese neuen Daten für Victoria zu haben und eine neue Art in der Gattung zu identifizieren, ist eine unglaubliche Leistung in der Botanik – die richtige Identifizierung und Dokumentation der Pflanzenvielfalt ist von entscheidender Bedeutung, um sie zu schützen und nachhaltig davon zu profitieren.Die Arbeit an diesem Papier war etwas ganz Besonderes, da es Fachwissen aus so vielen verschiedenen Bereichen – Gartenbau, Wissenschaft und botanische Kunst – zusammenführt und eng mit ihm zusammenarbeitet unsere bolivianischen Partner.Victoria hat einen besonderen Platz in der Geschichte von Kew, da sie einer der Gründe dafür war, dass Kew in den 1830er Jahren vor der Schließung gerettet wurde.Dass sie eine Rolle bei der Verbesserung des Wissens über diese großartigen und ikonischen Pflanzen gespielt hat, hat der Resonanz für die hinzugefügt Kew-Partner.“

Die Vermutung eines Seerosenexperten

Nachdem Magdalena, eine weltweite Expertin für Seerosen, jahrelang vermutet hatte, dass es eine dritte Art in der Gattung Victoria gibt, begann sie, sich bei Gärten in Bolivien zu erkundigen. Im Jahr 2016 spendeten die bolivianischen Institutionen Santa Cruz de La Sierra Botanic Garden und La Rinconada Gardens eine Sammlung von riesigen Seerosensamen der vermuteten dritten Art. Als Carlos in Kew keimte und die Samen heranzog und die Seerose Seite an Seite mit den anderen beiden Victoria-Arten wachsen sah, wusste er sofort, dass etwas anders war. 2019 besuchte er Bolivien, um sich die Seerose in freier Wildbahn anzusehen und war begeistert.

Er sagt: „Seit ich 2006 zum ersten Mal ein Bild dieser Pflanze online gesehen habe, war ich überzeugt, dass es sich um eine neue Art handelt. Gärtner kennen ihre Pflanzen genau, wir können sie oft auf einen Blick erkennen. Das war mir klar Diese Pflanze entsprach nicht ganz der Beschreibung einer der bekannten Victoria-Arten und musste daher eine dritte sein.Seit fast zwei Jahrzehnten habe ich jedes einzelne Bild von wilden Victoria-Seerosen über das Internet unter die Lupe genommen, ein Luxus, den ein Botaniker abgab das 18., 19. und den größten Teil des 20. Jahrhunderts nicht.Ich bin auch verwöhnt von der Tatsache, dass wir hier in Kew alle Arten nebeneinander und unter den gleichen Bedingungen anbauen können, was Änderungen in Form und Farbe ausschließt aufgrund von Umweltbedingungen. In freier Wildbahn wächst Victoria über eine riesige Ausdehnung, und dieser Vergleich ist nicht möglich. Ich habe so viel bei der offiziellen Benennung dieser neuen Art gelernt und es war die größte Errungenschaft meiner 20-jährigen Karriere bei Kew.“

Die nächtliche Beobachtung eines botanischen Künstlers

Während Magdalena die neuen Arten in Kew züchtete und erforschte, arbeitete Lucy Smith, eine von Kews Team hochqualifizierter freiberuflicher botanischer Künstler, bereits an einem Projekt, um zeitgenössische wissenschaftliche Illustrationen der beiden bekannten Victoria-Arten zu erstellen, eine Aufgabe, die es bisher nicht gegeben hatte versucht, seit der Kew-Künstler Walter Hood Fitch es 1847 und 1851 illustrierte.

Da sich die Blüten der riesigen Seerosen nur nachts öffnen, machte Lucy viele nächtliche Wachen in den Gewächshäusern, um die Blumen zum Zeichnen und Malen einzufangen. Als sich an einem stürmischen Abend im Juli 2018 die ersten Blüten von V. boliviana öffneten, teilte sie Carlos‘ Verdacht, dass es einzigartig sei, und machte sich schnell daran, diese Unterschiede anhand von Illustrationen zu beschreiben. Was ihr besonders auffiel, war die Ähnlichkeit zwischen dieser neuen Pflanze und derjenigen, die Fitch aus einem 1845 in Bolivien gesammelten Exemplar gezogen hatte, und tatsächlich stellte sich heraus, dass es sich um dieselbe Pflanze handelte, die Fitch damals als neue Art unbekannt war.

Lucy sagt: „Für mich zieht die Bestätigung und Beschreibung dieser neuen Art Fäden zusammen, die meine Arbeit als moderner botanischer Künstler mit der Arbeit von Walter Hood Fitch von Kew verbinden. Meine Arbeit als botanischer Künstler für Kew hat mich darin geschult, sie zu identifizieren und stellen die Unterschiede zwischen Pflanzenarten dar. Ich war begeistert, einen Schritt weiter zu gehen, indem ich nicht nur die bestehenden und neuen Arten illustrierte, sondern auch Hauptautor des Papiers war. Ich hoffe, dass die Illustrationen anderen helfen werden, alle drei Arten von zu identifizieren die riesigen Victoria-Seerosen für die kommenden Jahre.“

Ein bolivianisches Exemplar, das 1988 gesammelt wurde – damals noch unbekannt, dass es sich um eine neue Art handelt

Dr. Stephan G. Beck, emeritierter Professor, Forscher des Nationalherbariums von Bolivien, arbeitete mit dem Kew-Team zusammen, um diese neue Art offiziell zu beschreiben. Stephan sammelte 1988 unwissentlich das Typusexemplar für die Seerose und dachte, es sei Victoria cruziana – sein Exemplar übertrumpft das Kew-Exemplar von 1845, da es mehr Daten enthält und bessere Kenntnisse über die Art liefert.

Er sagt: „Als das Nationale Herbarium von Bolivien 1984 gegründet wurde, gab es nur sehr wenige wissenschaftliche Sammlungen für Bolivien und viele Studienorte, aber ich konzentrierte mein Interesse auf ein Gebiet in den Llanos de Moxos. Mehrere Jahre lang hatte ich die Gelegenheit Wasserpflanzen in überschwemmten Gebieten des Yacuma-Flusses zu sammeln, und natürlich sehnte ich mich danach, die „Reina Victoria“ zu sehen, von der mir die Einheimischen erzählten. Es dauerte jedoch Jahre, bis ich diese gewaltige Pflanze fand. Endlich, im März 1988, nachdem ich über zwei gesegelt war Stunden den Yacuma-Fluss hinauf auf der Suche nach Nebenflüssen mit mehreren riesigen Blättern und einigen Blüten, sammelte und bewahrte ich sie im Nationalherbarium von Bolivien auf, das sich als ein Exemplar von Victoria boliviana herausstellte, jetzt das Typusexemplar. Es war ein großartiger Fund und eine, an die ich mich immer erinnern werde.“

DNA-Geheimnisse

Ein weiteres bemerkenswertes Ergebnis, das durch die Analyse der DNA der neuen Art und der beiden anderen Victoria-Arten erzielt wurde, war die Entstehungszeit dieser neuen Art und ihre Verwandtschaft. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die neue Art V. boliviana am engsten mit V. cruziana verwandt ist und dass sich diese beiden Schwesterarten vor etwa einer Million Jahren voneinander getrennt haben.

Natalia Przelomska, die den genomischen Teil der Studie leitete, sagt: „Die Analyse der DNA der riesigen Seerosen stellte einige interessante Herausforderungen dar – das meiste Material, mit dem ich im Labor arbeitete, bestand aus leicht gekochten Fragmenten von Seerosenblättern (da sie fleischig sind, sind sie sind schwer zu trocknen und Herbarbelege herzustellen), ebenfalls mit Stacheln übersät. Nachdem wir DNA-Sequenzen generiert hatten, war unsere nächste Herausforderung die Analyse dieser Daten, da das Genom von Victoria bisher schlecht untersucht wurde und größer ist jeder anderen Seerose (wie wir aus früheren Arbeiten unserer Co-Autoren zu V. amazonica und V. cruziana wissen). Beweise, um zu einer robusten, kollaborativen Schlussfolgerung zu gelangen Angesichts des schnellen Verlusts an biologischer Vielfalt ist die Beschreibung neuer Arten eine Aufgabe von grundlegender Bedeutung, und wir hoffen, dass unsere Arbeit andere dazu inspirieren kann, neue Ansätze auszuprobieren s zur schnellen Identifizierung neuer Arten.“

Dr. Oscar A. Pérez-Escobar, Forschungsleiter bei RBG Kew, sagt: „Das Verständnis der Geschwindigkeit, mit der Pflanzenarten entstehen und aussterben, ist entscheidend, um den Zeitpunkt der Entstehung und Erhaltung der verschiedenen Weltfloren zu bestimmen. Dies durch DNA zu entdecken dass eine Pflanzengruppe, die so wenige Arten hat und vermutlich im mittleren Paläogen (vor etwa 40 Millionen Jahren) entstanden ist, noch vor 1 Million Jahren Arten bildet, ist bemerkenswert! haben keine Antwort gegeben, und unsere Forschung liefert die Grundlage für zukünftige Studien, die sich darauf konzentrieren, aufzuklären, was die Speziation in dieser bemerkenswerten Pflanzengattung antreibt.“