植物的历史和进化可以追溯到大约十亿年前。藻类是最早利用叶绿体利用太阳能的生物。换句话说，它们是最早进行光合作用的植物生物。如今，有超过500,000种植物，包括水生和陆生植物。在《自然》杂志上进行的这项新研究的目的是揭示这种发展的遗传基础。“几亿年前，一些物种开始出现并进化。但是，今天，我们有了回顾过去的工具，”当时农业和营养科学研究所的植物生理学家Marcel Quint教授解释说。

Quint领导着同样来自MLU的生物信息学家Ivo Grosse教授领导的一个子项目，该项目是“千植物转录组计划”的一部分，该计划是一个由200名研究人员组成的全球网络。该小组收集了1147种陆地植物和藻类物种的样本，以分析每种生物的全基因组基因表达模式（转录组）。利用这些数据，研究人员重建了植物的进化发育和单个物种的出现。他们的重点是迄今为止尚未在此水平上进行研究的植物物种，包括众多藻类，苔藓和开花植物。

“这是一个非常特殊的项目，因为我们不仅分析了1000多种植物的单个成分，还分析了完整的转录组，为我们的发现提供了更为广阔的基础，” Ivo Grosse解释说。由MLU科学家领导的子项目研究了植物中大型基因家族的发展和扩展。“这些基因家族中的一些已经在数百万年的过程中复制了。这个过程可能是植物进化的催化剂：拥有更多的遗传物质可能会释放出新的能力和全新的特征，” Marcel Quint说。该项目的主要目标之一是确定遗传重复与植物界的关键创新之间的潜在联系，例如花卉和种子的发育。Quint和Grosse与来自马尔堡，耶拿和科隆的大学以及位于普隆的马克斯·普朗克进化生物学研究所的科学家合作进行了研究。大多数分析是由Ivo Grosse实验室的博士生Martin Porsch进行的。

研究人员利用全面的数据为植物创造了一个新的进化树。这表明，我们之前对植物进化的一个假设是不准确的:“我们过去认为，最大规模的基因扩张发生在向开花植物转变的过程中。毕竟，这一类群包含了当今大多数现存的植物物种，”Martin Porsch说。然而，新的数据表明，生物多样性扩大的遗传基础在更早的时候就已经奠定了。“从水生植物到陆生植物的转变是所有进一步遗传发展的起点。这一发展对植物来说是最大的挑战，因此它们比以往任何时候都需要更多的基因创新。“我们发现，在这一转变时期，基因多样性有了巨大的增长，之后就进入了一个平台期。从那时起，几乎所有的遗传物质都可以用来推动进化进程，产生我们今天看到的生物多样性。据研究人员称，开花植物的大规模扩张是在数百万年后才开始的，原因之一是长期缺乏合适的环境条件。此外，由于进化不是一个计划好的过程，某些遗传潜力只是在很久以后才显现出来——或者根本就没有。