˙˙00˙ ˙00˙01˙03˙01Om Psilotaceas fylogeni och systematik˙00 ˙02˙En kladistisk analys˙ ˙00 ˙ ˙ ˙03˙02PUH / AGONY ˙01˙01˙00˙ rbCL- och 18S-data från psilofyter samt från representanter ur övriga stora kärlväxtgrupper användes för att bringa klarhet i psilofyternas fylogeni och systematik (detta speciellt för Oepir Risti). Särskild vikt lades vid att öka upplösningen kring psilofyternas närmaste släktingar för att belysa tidigare klassificeringar, som ofta visat sig vara osäkra och motsägande. Fylogenin inom psilofyterna berörs endast översiktligt. Den molekylära datan placerar psilofyterna basalt bland pteridiofyterna. rbcLs lämplighet som fylogeniindikator diskuteras. De fylogenetiska träden är baserade på parsimoni, och grenstöd uppskattades med Jackknife-analys. Träden visar tillfredsställande överensstämmelse med tidigare klassificeringar. ˙02Nyckelord˙01: Psilotum, Tmesipteris, Psilotaceae, Psilotales, fylogeni, kladistisk analys, rbcL, 18S, parsimoni Att klargöra kärlväxternas fylogeni och systematik har visat sig vara en uppgift av avsevärd svårighetsgrad. De karaktärer som traditionellt använts för att skilja de olika grupperna av kärlväxter åt tros ha uppkommit för mycket länge sedan, och sedan dess tillkommen homoplasi försvårar tolkningen av såväl morfologiska som genetiska data (Wolf, 1997). Situationen kompliceras av det faktum att kärlväxterna bitvis är mycket dåligt representerade i de fossila lagren, varför stora svårigheter är förknippade med att avgöra om en viss given karaktär är att betrakta som ursprunglig eller senare avledd (Stewart & Rothwell, 1993). Med de tekniska framsteg de senaste tjugo åren medfört kan amplifiering och sekvensering av genetisk information tillämpas på rutinmässig basis i dagens laboratorier. Från klassifikationer baserade på morfologiska och cytologiska data kunde steget till genbaserade klassifikationer tas. Övergången härtill innebar att viktiga förändringar skedde på flera punkter (för ref. se Wägele & Wetzel, 1994)). Urval och tolkning av morfologiska karaktärer lämnar i högre grad än motsvarande för genetisk information utrymme för subjektivitet, och i många fall är det omöjligt att avgöra homologi / analogi-tillstånd hos en viss given karaktär; hur väl en given morfologisk karaktär faktiskt speglar fylogenin och släkttillhörighet förblir inte sällan okänt (Brownsey & Lovis, 1987; Anderberg & Ståhl, 1995). De två släktena Psilotum Sw. och Tmesipteris Bernh. utgör psilofyterna (ordn. Psilotales Engl., fam. Psilotaceae Kanitz), vilka på grund av flera morfologiska karaktärer traditionellt givits en särställning inom kärlväxtsystematiken; Psilotum saknar t.ex. helt rötter, och det råder delade meningar om huruvida man skall betrakta dess små stamutskott som blad eller ej. Tmesipteris har i likhet med Psilotum ett rhizomsystem i stället för rötter, men Tmesipteris har i motsats till Psilotum otvivelaktiga blad (Schneider-Poetsch et al., 1994; Scagel et al., 1984). Psilofyternas uppkomst och systematiska tillhörighet har länge varit föremål för debatt, och det finns skäl att tro att även dagens syn på psilofyterna kan komma att behöva revideras. De tydligaste strömningarna har syftat till att associera psilofyterna till i tur och ordning Lycopodiales, Rhyniophyta, Filicales eller till en fristående grupp inom kärlväxterna (Wolf, 1997; Manhart, 1994). De olika hypoteserna behandlas översiktligt nedan. ˙˙02˙Lycofythypotesen˙ ˙00˙01 ˙Att Psilotaceae skulle höra till lycofyterna (ordn. Lycopodiales) är ett koncept som har gamla anor. Linné beskrev 1753 Psilotum nudum som Lycopodium nudum, och Sprengel beskrev 1799 Tmesipteris tannense som Lycopodium tannense - både Psilotum och Tmesipteris underställdes således Lycopodiaceae (Brownsey & Lovis, 1987). I slutet av 1800- och början av 1900-talet publicerades en rad verk som biföll detta ställningstagande (se t.ex. Wolf, 1997 och Jonker, 1973). Synen på Psilotum och Tmesipteris som lycofyter övergavs emellertid av de flesta i och med Rhynie-fynden på 1910-talet, men togs upp på nytt av Jonker (1973). Jonker föreslog att de homospora lycofyterna skulle delas in i två ordningar, Lycopodiales och Psilotales, där Psilotaceae skulle utgöra den sistnämnda. Hypotesen sökte stöd i flera gemensamma morfologiska karaktärer och homologiantaganden: både Psilotaceae och primitiva lycofyter har aktinostele i ovanjordiska delar och är homospora; de båda gruppernas gametofyter har arkegonhalsar som degenereras tidigt efter befruktningen; båda uppvisar antydning till bladspår i märgen strax under bladbasen; de blad som sitter i anslutning till synangierna respektive sporangierna är ofta bifurkat kluvna. På liknande sätt pekade Gensel (1977) på likheter i blad- och synangiepositioner. Jonkers hypotes (op. cit.) har inte vunnit mycket gehör bland senare systematiker (Wolf, 1997). Jonker angav även två morfologiska karaktärer som skilde ut psilofyterna från lycofyterna: avsaknad av rötter i Psilotaceae ställt mot förekomst av dylika bland lycofyterna, samt synangium, vilka står att finna hos psilofyterna men ej hos lycofyterna. Även Gensel (op. cit.) visar på detta förhållande, och kommer till slutsatsen att de två grupperna inte kan ha något närmare fylogenetiskt förhållande. Kemotaxonomiska undersökningar har inte påvisat något nära släktskapsförhållande mellan Psilotaceae och Lycopodiaceae (Brownsey & Lovis, 1987), även om Brownsey och Lovis är osäkra på vilket fylogenetiskt värde som bör tillskrivas kemotaxonomi. Inte heller genombaserade fylogeniskattningar har placerat psilofyterna speciellt nära lycofyterna (Manhart, 1994; Kranz & Huss, 1996). ˙˙02˙Rhyniofythyoptesen˙ ˙00˙01 ˙Paleobotaniken led länge av en besvärande brist på fossil, och utifrån de begränsande fragment som fanns att tillgå utmålades de mest fantasifulla morfologiska och fylogenetiska bilder upp (Stewart & Rothwell, 1993). Men de kvalitativt och kvantitativt rika Rhynie-fynden i nordöstra Skottland i mitten av 1910-talet togs ett stort steg framåt, och en rad nya utvecklingslinjer uppdagades, samtidigt som många äldre fynd och teorier kunde avvisas eller i bästa fall kompletteras eller bekräftas. Bland annat noterades en rad likheter mellan flera växtgrupper från Devon (inte minst släktena Rhynia och Horneophyton) och Psilotaceae: båda grupperna utgörs av relativt små, busklika växter med en tredimensionell dikotomförgrening, båda har låg grad av organ- och vävnadsdifferentiering där rötter och (nerverade) blad saknas, båda har protostele (i Psilotum i begränsad utsträckning), båda är eusporangiata och homospora och producerar sporer i riklig mängd, och det fanns tecken på att de båda gruppernas livscykler uppvisade stora likheter (Stewart & Rothwell, 1993; Kranz & Huss, 1996; Gensel, 1977; Banks, 1975). Tankarna att Psilotaceae var lycofyter gav på flera håll vika för resonemang om att familjen i stället hade sina närmare släktingar bland de nyupptäckta rhyniofyterna, och en rad verk publicerades kring dessa hypoteser (se Brownsey & Lovis, 1987). Psilotaceae grupperades av många inom eller strax utanför Rhyniophyta (Wolf, 1997). Avsaknaden av fossil gjorde att hypoteserna varken kunde bekräftas eller förkastas i detta avseende. En bit in på 1950-talet började emellertid synen på Psilotaceae som rhyniofyter att ifrågasättas. Många menade att en eller flera av psilofyternas karaktärer, som avsaknaden av riktiga rötter, var att betrakta som avledda, och således som en produkt av en reduktion snarare än av en inneboende primitivitet (Brownsey & Lovis, 1987). Undersökningar visade på skillnader mellan psilofyter och rhyniofyter; till exempel menade Jonker (1973) att både Psilotum och Tmesipteris hade blad, och att det skulle ställas i kontrast till rhyniofyterna, som saknade blad. Psilotums övre delar visades ha aktinostele, samtidigt som Rhynia hade haplostele. I en fossilserie fann Merker rester av vad som förmodades vara arkegon i Rhynias underjordiska delar, vilket skulle medföra att det som man hade trott vara rhizom egentligen var att betrakta som gametofyt. Om detta skulle visa sig vara sant, står Rhynia i kontrast till Psilotaceae i det att de sistnämndas gametofyt inte är permanent fästad vid den rhizombärande sporofyten (Jonker, op. cit.; även för ref.). Gensel (1977) pekade på att Rhynias sporangier - i motsats till Psilotums - var toppställda, och på sporkaraktärer som hon menade skilde de två växtgrupperna åt; att Psilotaceae och Rhyniophyta tidigare ansetts höra samman kunde tillskrivas det faktum att de båda grupperna översiktligt liknade varandra, och till en allmän önskan att komma till en lösning på ett gammalt tärande problem. Liknande åsikter framförs av Jonker (op. cit.), och numera råder stor enighet beträffande att psilofyternas släktskap med rhyniofyterna inte kan vara annat än mycket avlägset både i tid och fylogeni (Brownsey & Lovis, 1987; Wolf, 1997). ˙˙02˙Filicales-hypotesen˙ ˙00˙01 ˙Att psilofyterna skulle tillhöra de leptosporangiata ormbunkarna är en uppfattning som har sina rötter i tidigt 1900-tal, och som aktualiserades ånyo i slutet av 1960- och början av 70-talet då Bierhorst publicerade en rad studier av psilofyternas systematiska tillhörighet baserade på morfologiska och cytologiska karaktärer. Bierhorsts hypotes var att psilofyterna var en undergrupp till ormbunksordningen Filicales, och att Psilotaceae snarast borde införlivas i densamma (Bierhorst, 1977). I samma studie presenteras de två leptosporangiata ormbunkssläkten som Bierhorst ansåg ligga psilofyterna närmast: Stromatopteris och Actinostachys. Som skäl härtill anfördes ett flertal argument: homologi antogs föreligga mellan psilofyternas ovanjordiska delar och ett ormbunksblad och därmed även mellan psilofyternas "blad" och ormbunkarnas småblad; bilateralt formade sporer i både psilofyterna och vissa medlemmar i Filicales; mycket liknande gametofyt i Psilotum och Stromatopteris med avseende på form, parenkymatisk histologi och saprofytiskt (mykhorrizaförmedlat) levnadssätt; samt den i både Psilotum och Stromatopteris observerade diffusa övergången mellan underjordiska och ovanjordiska delar. Bierhorst pekade vidare på arkegon- och anteridierelaterade gametofytiska likheter, embryonala karaktärer, sporangieanläggning, samt kromosomantal, där han menade att bastalet var x=13 hos Psilotum såväl som hos de aktuella ormbunkarna. Studien fick ett blandat, men övervägande kritiskt, mottagande. Kaplan (1977) visade att Bierhorsts (op. cit.) homologiantagande mellan psilofyternas ovanjordiska del och Stromatopteris-blad var baserat på felaktiga slutsatser och därför ohållbart. Vidare presenterade Kaplan meristematiska och vävnadsanläggningsrelaterade data som visade att homologi inte heller kunde föreligga mellan en ormbunkes småblad och psilofyternas "blad". Det finns inte några fossillära trender som skulle antyda att Filicales kan ha gett upphov till psilofyterna (Kaplan, op. cit.; Gensel, 1977). Wagner (1977) pekade på att den stora variationen med avseende på spormorfologi inom berörda grupper kastade allvarliga skuggor på sporers lämplighet som indikatorer på släktskapsförhållande. I samma studie ifrågasatte Wagner även gametofytens roll på liknande grunder. Det faktum att Psilotum och Stromatopteris delade en diffus, gradvis övergång mellan underjordisk och ovanjordisk del tillskrevs en förmodad reduktiv specialisering hos Stromatopteris (Wagner, op. cit.). Cooper-Driver (1977) jämförde förekomst av flavenoid-föreningar inom Psilotaceae och flera leptosporangiata ormbunkar, och noterade att psilofyterna syntetiserade amentoflavon och biflavonyler, vilka inte står att finna i pteridiofyter. De sistnämnda syntetiserade en rad flavenoider och proanthocyaniner, vila i sin tur inte står att finna i psilofyter. Cooper-Davis menar att detta är ett avgörande bevis för att avvisa Bierhorsts hypotes. Brownsey & Lovis (1987) fastställde Tmesipteris bastal till x=52, och kunde även sluta sig till att detsamma med all sannolikhet gällde för Psilotum; de båda släktena förekom emellertid oftast som tetraploider. Bierhorsts (1977) förslag att deras bastal skulle vara x=13, en karaktär som de då skulle dela med flera familjer i Filicales, visades vara felaktig. Om psilofyterna härstammade från Filicales skulle de förstnämnda vara upp till 16-ploida i normalt tillstånd, vilket är att betrakta som mycket osannolikt (Brownsey & Lovis, op. cit.). Vidare påvisades en rad unika ultrastrukturella kromosomkaraktärer hos psilofyterna. Dessa karaktärer höll ihop Psilotaceae, separerade dem från Filicales och förde snarare tankarna åt fräken- och lummerväxter (Brownsey & Lovis, op. cit.). Genom ultrastrukturella studier av mitokondrier visar Fineran & Ingerfeld (1985) att Tmesipteris och Psilotum uppvisar inbördes likheter som inte står att finna bland övriga växter, och att ett nära släktskap med Filicales således är att betrakta som osannolikt. ˙˙02˙Senare hypoteser˙ ˙00˙01 ˙Den genetiska datans inträde i fylogenin medförde att många tidigare oanade och ibland oanbara samband blottlagts (Schneider-Poetsch et al., 1994). Genom sekvensering av 18S rRNA-gener för alla större pteridiofytgrupper och många därtill närstående grupper erhöll Kranz & Huss (1996) något kontroversiella resultat: Psilotum nudum (L.) Beauv. hamnade som systergrupp till fröväxterna i den kladistiska analysen. Någon närmare släktskap med ormbunkar eller lycofyter kunde inte påvisas; i stället utgjordes systergruppen till kladen bestående av P.nudum och fröväxterna av Equisetum. Kranz & Huss applicerade därefter en iterativ statistisk metod på indatan. Resultatet indikerade att psilofyter, fräkenväxter, ormbunkar och fröväxter separerade från varandra inom en mycket kort geologisk tidsram. Kranz & Huss menar att det kanske inte är möjligt att nå tydligare resultat, eftersom det torde vara svårt att finna en gen med tillräcklig upplösning för att skilja de olika grupperna åt (Kranz & Huss, op. cit.). En annan syn presenterades av Wolf (1997), som sekvenserade kloroplastgenen atpB för 23 kärlväxttaxa i ett försök att utvärdera atpB som fylogenetisk indikator. I studien utgjorde Psilotaceae en statistiskt belagd systergrupp till Ophioglossaceae. Stödet ökades ytterligare genom addition av rbcL-sekvenser för motsvarande taxa till analysen. Tidigare fylogenetiska studier gjorda med rbcL-sekvenser associerade även de Psilotaceae till Ophioglossaceae (Wolf, 1997; Manhart, 1994). Studier baserade på morfologiskt material har inte kunnat påvisa detta samband, men i ljuset av atpB / rcbL-analysen finner Wolf flera morfologiska likheter mellan de två släktena. Familjernas gametofyter liknar varandra med avseende på septering av rhizoiderna och gemmae-förekomst, båda familjerna har stora eusporangier, vilka är grupperade i synangier, och det går även att se likheter i klyvöppningarna. Wolf medger de svårigheter som är förknippade med att tilldela dessa karaktärer fylogenetisk signifikans. De flesta senare hypoteserna kan sammanfattas att avvisa direkt släktskap mellan Psilotaceae och i tur och ordning lycofyterna, rhyniofyterna och pteridiofyterna (i den meningen att psilofyterna inte är ormbunkar). Emellertid hamnar ofta psilofyterna som basal klad i anslutning till pteridiofyterna, och flera undersökningar har associerat Psilotaceae till Ophioglossaceae. De sistnämndas status inom ormbunkarna har kommit att bli något av ett tvisteämne, och det är numera inte helt självklart att de är att betrakta som ormbunkar s.str. (se t.ex. Wolf, 1997). ˙˙02˙Material och metoder˙ ˙00 ˙˙01Taxa valdes utifrån befintliga sekvenser på GenBank för att täcka så stora delar av kärlväxterna som möjligt. För rbcL-analysen valdes 18 taxa, för 18S 20 taxa, och vid samkörning av rbcL och 18S kunde 18 taxa användas i analysen (tabell 1). På grund av begränsad tillgång på kompletta sekvenser kunde endast i ringa utsträckning samma arter för rbcL och 18S användas, varför andra arter ur samma släkte ofta fick användas som ersättning. Utgruppen valdes att utgöras av tre mossor, en från vardera mossklass (Anthocerotopsida : Anthoceros, Marchantiopsida : Marchantium, Bryopsida : Polytrichum). Fyra fröväxter (Ginkgo, Gnetum, Pinus och Zamia) inkluderades för att om möjligt fungera som kvalitetsindikator på utdatan. All databehandling skedde i Macintosh-miljö på en Power Macintosh 4400. Aligning av sekvenser gjordes i MegAlign 3.11 ((c) 1996 DNAStar Inc.), vars fabriksinställningar inte behövde frångås för att erhålla optimal aligning. Både rbcL- och 18S-sekvenserna var internt längdvariabla, främst på grund av att det för vissa taxa inte fanns kompletta sekvenser att tillgå (tabell 1). I vissa fall saknades information om nukleotidtyp; dessa markerades med ".", okänd men existerande. Aligningen utfördes så att insättningar av tomrum ("-") men inte borttagning av befintlig information (".", "-" eller nukleotid) tilläts. Fylogeniskattningar gjordes i PAUP* 4.02b (betaversion från 1999, se Swofford, 1993). Sökningarna baserades på parsimoni och heuristisk metodik (TBR-swapping, MULPARS). Fabriksinställningarna frångicks på en punkt: Options: Set MaxTrees ställdes till "Automatically increase by 500" för att undvika att fastna i lokala minimipunkter. Jackknife-stöd uppskattades med samma programvara. Antal replikat sattes här till 500 för att få en större statistisk serie. ˙˙02˙Resultat˙ ˙00˙01 ˙Aligningen blev optimal vid körning med MegAligns fabriksinställningar. I testsyfte gjordes flera modifieringar av dessa, vilket i samtliga fall ledde till sämre aligning. På liknande sätt prövades flera olika sökningstyper i PAUP* (parsimoni, maximum likelihood och distance search), men inga direkta ändringar i utdata kunde här observeras, vilket antyder att parsimoninanalysen inte besväras av Felsenstein-effekter (se Felsenstein, 1978). För rbcL erhölls två kortaste kortaste träd på 2026 steg (CI = 0.4432), vilkas strikta konsensus visas (figur 1). För 18S erhölls ett kortaste träd på 1975 steg (CI = 0.7742) (figur 2) och för samkörningen med rbcL och 18S erhölls ett kortaste träd på 3139 steg (CI = 0.6121) (figur 3). rbcL-trädet kunde inte rotas så att ingruppen blev monofyletisk. Jackknife-stöd för 500 replikat framgår av figurerna (stöd <50% visas ej). rbcL-trädet (figur 1) visar på redan kända samband, såväl som på en del oväntade resultat. Trädet kunde inte rotas så att ingruppen blev monofyletisk. De två Lycopodium-arterna grupperas samman med fullt jackknife-stöd, och associeras till Isoëtes, också det en lycofyt. En klad bestående av de representerade fröväxterna återfinns i 96% av replikaten. Equisetum placeras med någorlunda stöd som systergrupp till två av utgruppens mossor (Marchantia och Polytrichum), något som tidigare studier inte visat. En trikotomi bestående av Botrychium / Ophioglossum (fullt jackknife-stöd), pteridiofyter samt Selaginella och Psilotum / Tmesipteris (fullt jackknife-stöd) får stöd i 52% av fallen. Psilotaceae hamnar basalt bland pteridiofyterna och Selaginella utan någon högre upplösning. Angiopteris hamnar utanför pteridiofyterna. 18S-trädet (figur 2) kunde rotas så att ingruppen blev monofyletisk. I en basal trikotomi ges mycket gott stöd åt en grupp bestående av Isoëtes och Selaginella (heterospora lycofyter); likaledes ges mycket bra stöd åt de homospora lycofyterna (Hyperzia och Lycopodium). Uppåt i trädet återfinns en tetratomi, där en av de fyra grenarna utgörs av Psilotum / Tmesipteris (välstödd), den andra av Equisetum, den tredje av Angiopteris och den fjärde av en klad bestående av övriga pteridiofyter och fröväxterna. Ophioglossum separeras här från Botrychium, som i stället associeras till Polypodium, vilka hamnar som systergrupp till fröväxterna. Dessa hålls ånyo ihop väl. Psilotaceae grupperas basalt i förhållande till pteridiofyterna. I trädet för den kombinerade analysen (figur 3) blev ingruppen monofyletisk vid rotning, även om ingruppen som enskild klad fick dåligt jackknife-stöd (54%). Som i rbcL-trädet associeras Marchantia med Polytrichum, och den här gången med starkare stöd (93% av replikaten, mot 54% i rbcL-analysen). Huperzia associeras till Lycopodium med fullt jackknife-stöd, men lycofyterna hålls inte längre samman (stöd <50%); dessutom har Polypodium grupperats ihop med Selaginella med magert stöd, i stället för som i rbcL-analysen tillsammans med övriga pteridiofyter. Stöd finns inte längre för att knyta Equisetum till mossorna. Fröväxterna hålls ihop med fullgott stöd, och återfinns som klad i samtliga replikat, jämfört med i 96% av replikaten i rbcL-analysen. Psilotum / Tmesipteris är systerklad till Botrychium / Ophioglossum; båda kladerna har bra internt stöd, men det externa stödet är dåligt (57%). De matriser utifrån vilka figurerna är beräknade finns att tillgå på ˙02http://www.users.one.se/~alvar/˙01 som rbcL, 18S och rbcL18S. ˙˙02˙Diskussion˙ ˙00˙01 ˙Undersökningens tre resultatträd uppvisar såväl likheter som skillnader. En ofta observerad effekt vid kombinerandet av två eller flera av varandra oberoende fylogeniämnade matriser (oavsett om det rör sig om morfologiska eller genetiska data) är att den fylogenetiska signalen stärks i någon viss riktning, samtidigt som homoplasin - som oftast inte har någon speciell riktning utan pekar slumpvis åt flera olika håll - får mindre betydelse (se t.ex. Manhart, 1994). rbcL hör till kloroplastgenomet, som eftersom det förändras förhållandevis snabbt använts med framgång inom analyser av angiospermfamiljer. 18S hör till det nukleära genomet, som inte förändras med samma hastighet som rbcL. Av denna anledning anses 18S bättre spegla tidiga fylogenetiska händelser, men ge dålig upplösning vid studier av senare; 18S-studier av angiospermfamiljer har mötts med blandade framgångar (Kranz & Huss, 1996). Att utföra en analys baserad på nukleotiddata från två stycken närliggande gener - gener som drivet till sin spets kan ha genprodukter med liknande funktioner - vore olyckligt då sådana gener kan tänkas spegla ett liknande evolutionärt förlopp eller till och med vara kopplade till varandra, så att det enda man gör är att undersöka fylogenin för ett locusserie på genomet (Wolf, 1997; Mathews & van Holde, 1996). Vid fylogenistudier med utgångspunkt i genetiskt material måste man hålla i åtanke att det alltid är den aktuella genens fylogeni som studeras, varför genen måste väljas med omsorg för att i möjligaste mån även representera organismens fylogeni. rbcL och 18S kan vad analysen beträffar betraktas som av varandra oberoende, och är två gener som generellt accepteras som fylogeniinformativa på olika nivåer (Kranz & Huss, 1996; Manhart, 1994). Alla tre träden (figur 1-3) ger fint stöd åt Psilotum som systergrupp till Tmesipteris, och således ett monofyletiskt Psilotaceae. En del tidigare studier har önskat dela upp Psilotaceae i Psilotaceae och Tmesipteraceae, men de analyser som utförts har alltid fört samman Psilotum och Tmesipteris med så gott stöd att uppsplittring i två familjer framstått som onödig (Tryon & Tryon, 1982; Brownsey & Lovis, 1987). Denna analys var inte avsedd att studera detta förhållande i någon närmare utsträckning (för vilket ändamål rbcL-sekvenser saknas), men pekar likväl på ett starkt sammanhållet och monofyletiskt Psilotaceae. Psilotaceaes placering inom kärlväxterna är fortfarande en högst osäker historia. rbcL-analysen placerar familjen basalt bland pteridiofyterna (med 52% stöd). Samma tendens ses i 18S-analysen, även om fröväxterna här inkluderats i kladen. Den kombinerade rbcL / 18S-analysen resulterade i en dåligt understödd och dåligt upplöst septatomi, där Psilotaceae associeras till Ophioglossaceae med svagt jackknife-stöd. Några exakta förutsäganden om Psilotaceaes systematiska tillhörighet kan inte dras, men tre slutsatser kan ändå dragas. För det första verkar Linné (för ref. se Brownsey & Lovis, 1987) och Jonker (1973) ha gjort fel när man behandlade psilofyterna som lycofyter, eftersom Psilotaceae inte hamnar speciellt nära lycofyterna i denna analys (lycofyterna hamnar i figur 3 som systergrupp i en septatomi till den klad vari psilofyterna ingår). För det andra ges inte heller Bierhorsts hypotes (1977) stöd fullt ut (se Psilotaceaes och Stromatopteris respektive positioner i figur 1), även om psilofyterna associeras någorlunda väl med en basal position bland pteridiofyterna. För det tredje ges visst stöd åt de tidigare studier som visat på en klad besående av Ophioglossaceae och Psilotaceae (Manhart, 1994; Wolf, 1997). Ophioglossaceaes systematiska tillhörighet och position som eusporangiat pteridiofyt är sedan länge omtvistad (Stace, 1984), och denna studies stöd för Ophioglossaceaes position som pteridiofyt är inte alldeles otvetydigt (figur 3). Av de tre erhållna träden är det 18S-trädet (figur 2) som ger den fylogenetiska bild som bäst stämmer överens med senare klassificeringar (jmf. t.ex. Raven et. al., 1992). Detta återspeglas i konsistensindexet, som är studiens högsta. rbcL-trädet ger sämre upplösning, och detta är också en gen som är känd för sin homoplasi (Manhart, 1994). rbcL / 18S-trädet besväras även det av en dålig upplösning, men ger någorlunda överensstämmelse med senare klassificeringar. Vissa additionseffekter kan observeras (Ginkgo / Zamia får stöd i 81% av fallen i rbcL-analysen och i 71% av fallen i 18S-analysen, och i hela 87% av fallen i den kombinerade anayseln; liknande gäller för Marchantia / Polytrichum. Detta kan emellertid också vara en effekt av jackknife-urvalet.) Om Selaginellas position kan inga som helst slutsatser dras, annat än att den verkar vara mycket svår att fastställa. Detta problem har tyngt många tidigare analyser (Manhart, 1994; Wolf, 1997; Kranz & Huss, 1996), där Selaginella i många fall hamnat långt utanför lycofyterna. Vissa tecken tyder på att Selaginella utvecklas snabbare än de andra kärlväxterna (Manhart, 1994), och det har till och med föreslagits att Selaginella skulle representera en systergrupp till övriga kärlväxter (Philipson, 1990). Man kan tänka sig flera olika faktorer som medverkade till det relativt dåligt upplösta resultatet. Den kanske viktigaste är rbcLs höga mutationsbenägenhet, vars effekter med tiden tenderar att sudda ut äldre fylogenetiska signaler. Detta är ett känt problem, och rbcLs berättigande som fylogenetisk signalbärare för fylogenin inom gamla grupper som kärlväxterna - särskilt om undersökningen baseras enbart på rbcL - kan med rätta ifrågasättas. En annan olycklig omständighet var att det för flera av de i analysen inkluderade växtgrupperna bara fanns partiella sekvenser att jobba med (tabell 1). Information gick alltså förlorad i de lokus där befintliga nukleotider ej kunnat identifieras och således markerats med ".". Exakt vilken betydelse detta fick för analysen är svårt att säga, men av totalt 58806 nukleotidpositioner var endast 1799 (3%) okända men existerande (5506 nukleotidpositioner (9%) var markerade med "-", i vilka fall motsvarande nukleotidposition inte fanns på det aktuella genomet; det totala antalet informationsbärande nukleotidpositioner var således 51501 (88%)), varför man kan misstänka att analysen inte påverkades i någon större utsträckning. Vidare kan det anses vara en begränsning att analysen baserades bara på genetiska data. I varje fall när det gäller äldre evolutionära tilldragelser kan man med fördel kombinera flera olika karaktärskällor, som morfologi (palynologi, cytologi, embryologi och yttre morfologi), fossila fynd och genetisk data (Manhart, 1994). Kanske skulle bättre resultat erhållits om morfologiska data inkluderats i studien. Psilotaceaes systematiska tillhörighet har alltid varit något av en gäckande gåta för systematiker. På senare tid - inte minst i och med den genetiska fylogenins inträde - har sambanden börjat klarna något, och Psilotaceae verkar vara basalt associerad med pteridiofyterna. Mycket talar dock för att vi inte sett det sista på detta område. Upphovsmannen önskar tacka L.Andersson och P.Sundberg för fruktfulla diskussioner, samt H.Johansen för korrekturäsning. Amiga Technologies stod förtjänstfullt för mycket av hårdvaran bakom datorbehandlingen. Studien möjliggjordes av medel från CSN. ˙˙02˙Citerad litteratur˙ ˙00˙01 ˙ANDERBERG, A. A. OCH STÅHL, B. 1995. Phylogenetic interrelationships in the order Primulales, with special emphasis on the family circumscriptions. Canadian Journal of Botany 73: 1699-1730. BROWNSEY, P: J. OCH LOVIS, J. D. 1987. Chromosome numbers for the New Zealand species of Psilotum and Tmesipteris, and the phylogenetic interrelationships of the Psilotales. New Zealand Journal of Botany 25: 439-454. BIERHORST, D. W. 1977. The systematic position of Psilotum and Tmesipteris. Britonia 29: 3-13. COOPER-DAVIS, G. 1977. Chemical evidence for separating the Psilotaceae from the Filicales. Science 198: 1260-1262. FELSENSTEIN, J. 1978. Cases in which parsimony or compatibility methods will be positively misleading. Systematic Zoology 27: 401-410. FINERAN, B. A. OCH INGERFELD, M. 1985. Cross-linked mitochondrial aggregates in the primitive vascular plant Tmesipteris (Psilotopsida). European Journal of Cell Biology 38: 185-194. GENSEL, P. G. 1977. Morphology and taxonomic relationships of the Psilotaceae relative to evolutionary lines in early land vascular plants. Brittonia 29: 14-29. JONKER, F. P. 1973. The taxonomic position of the Psilotales in the light of our knowledge of Devonian plant life. The Paleobotanist 20: 33-38. KAPLAN, D. R. 1977. Morphological status of the shoot systems of Psilotaceae. Brittonia 29: 30-53. KRANZ, H. D., HUSS, V. A. R. 1996. Molecular evolution of pteridiophytes and their relationship to seed plants: evidence from complete 18S rRNA gene sequences. Plant Systematics and Evolution 202: 1-11. MANHART, J. R. 1994. Phylogenetic analysis of green plant rbcL sequences. Molecular phylogenetics and evolution 3: 114-127. MATHEWS, C. K. OCH VAN HOLDE, K. E. 1996. Biochemistry, andra utgåvan. Benjamin Cumming Publishing Company, Kalifornien. PHILIPSON, W. R. 1990. The significance of apical meristems in the phylogeny of land plants. Plant systematics and evolution 173: 17-38. RAVEN, P. H., EVERT, R. F. OCH EICHHORN, S. E. 1992. Biology of plants, femte utgåvan. Worth Publishers, New York. SCAGEL, R: F., ET AL. 1984. Plants - an evolutionary survey, andra utgåvan. Wadsworth Publishing Company, Belmont. SCHNEIDER-POETSCH ET AL. 1998. Non-angiosperm phytochromes and the evolution of vascular plants. Physiologia plantarum 102: 612-622. STEWART, W. N. OCH ROTHWELL, G. W. 1993. Paleobotany and the evolution of plants, andra utgåvan. Cambridge University Press, Cambridge. SWOFFORD, D. L. 1993. PAUP: phylogenetic analysis using parsomony. Version 3.1.1 Mjukvara distribuerad av Illnois Natural History Survey, Champaign, IL. TRYON, R. M. OCH TRYON, A. F. 1982. Fern and allied plants. Springer Verlag, Berlin. WAGNER, W. H. 1977. Systematic implications of the Psilotaceae. Brittonia 29: 54-63. WOLF , G. W. 1997. Evaluation of the ATPB nucleotide sequences for phylogenetic studies of ferns and other pteridiophytes. American Journal of Botany 84: 1429-1440. WÄGELE, W. H. OCH WETZEL, R. 1994. Nucleic acid sequence data are not per se reliable for inference of phylogenies. Journal of Natural History 28: 749-761. ˙01