För fyra år sedan inleddes samarbetet mellan MAX IV, olika fakulteter vid Lunds universitet, Naturhistoriska riksmuseet i Stockholm och universitetet i Vilnius. Målet har varit att se om fossila löv har någon kemisk information kvar, och att inte bara fysiker ska få användning av forskningsanläggningen som invigdes för drygt ett år sedan.
– Jag är utbildad paleontolog, då jag arbetar med fossil, och hörde av mig till mina forskarkollegor på NASA, deras utrustning kring att hitta liv i rymden eller “ancient life” fungerar på ungefär samma sätt, säger Vivi Vajda, professor vid geologiska institutionen i Lund och verksam vid Naturhistoriska riksmuseet.
Växter från botaniska trädgården i Lund
Forskarteamet har samlat in fossila löv från bergarter i Sverige, Nya Zeeland, Australien och Grönland. Med hjälp av infraröd molekylspektroskopi och kemiska analyser har fossila löv jämförts med de kemiska signaturerna från molekyler i växtblad plockade i Botaniska trädgården i Lund.
En stråle infrarött ljus skickas genom bladet som absorberar en del av ljuset, resten kommer ut på andra sidan och fångas upp av apparaten. Genom att jämföra nya blad med fossil kan se på skillnader i struktur och spåra eventuella släktingar i växtriket. Det fanns en del skeptiska miner i början på projektet men Vivi Vaja antog från början att organiska molekyler i provresultaten skulle hittas.
– Det blev helt fantastiska resultat. Att dessutom skulle hitta molekylära fingeravtryck från olika sorters löv hade ingen väntat sig, säger Vivi Vajda.
Jakten på organiska molekyler
Den moderna forskningens användande av genetiska DNA-analyser för att avgöra släktskap fungerar inte på fossila växter. De äldsta DNA-fragment som hittats är knappt en miljon år gamla. Forskarna letade efter organiska molekyler, för att se vad dessa kan avslöja om växternas evolution och släktskap, trots att många av dem dog ut för över 100 miljoner år sen.
Molekylerna hittades i den vaxartade hinna som täcker löven och som skiljer sig åt mellan olika arter. Den har bevarats i de fossila lövfynden, varav vissa 200 miljoner år gamla. Bland annat undersökte de fossil från flera arter av ginkgo-löv och möjliga ginkgo-löv (idag finns bara en enda levande art, Ginkgo biloba). De undersökte även fossila motsvarigheter till moderna barrträd.
– Resultaten från fossilen överträffade våra förväntningar med råge. Inte nog med att de var fulla av organiska molekyler, de grupperade sig också som förväntat utifrån släktskapet som forskare tidigare fått fram genom DNA-analyser på långt yngre exemplar, säger Vivi Vajda.
Inte släkt med kottepalmen
Det finns fler utdöda växter än de växter som vi kan se på jorden idag. Det finns ett stort material och möjlighet att kunna kartlägga ännu mer. När forskarna visat att metoden fungerade tittade de på helt utdöda växter. Bland annat Nilssonia och Bennettiter har visat sig vara släkt, växter som för cirka 250–150 miljoner år sedan var vanliga i det område som nu är Sverige. Däremot är de inte nära släkt med kottepalmen, något som forskare på området ansett fram till nu.
– Vi har löst många frågor angående dessa utdöda växters släktskap. Det är frågor som vetenskapen länge har sökt svar på. Sen är det också vissa delar ett stort mysterium, säger Vivi Vajda.
Undersökningen publiceras den 3 juli i en artikel i Nature Ecology & Evolution.