Phylogenetic Studies in the Lamiales with Special Focus on Scrophulariaceae and Stilbaceae

Comprehensive Summaries of Uppsala Dissertations from the Faculty of Science and Technology 938

BY PER KORNHALL

ACTA UNIVERSITATIS UPSALIENSIS UPPSALA 2004 ! !""# #$"" % & % % ' ( ) * &(

+ '( !""#( ' & , * , , , ( - ( ./0( /1 ( ( 2,3 . 411#4105#4!

) * % % * & * % , , ( % & & -% ( ) & % , ( ( % * 6 % % % % % , % ( - * % % , & & , & 7 & % % * , & 8( * % & $ ! " # $ $ % % % & & & ' () ( ) & & * 9 * & ( % % ( - * % % % % % , ( , * % $ *6 & % & * + ,! 9 : & % " 9 & % -! ( & . / ' ) & ( ) & % % 3- ; ( & & (

/ + 0 % & , ,

& / 1 . 1 1 - 2 341 1 .56789: 1 +

< ' + !""#

2,,3 "#4!/!= 2,3 . 411#4105#4! $ $$$ 4/..0 7 $>> (6(> ? @ $ $$$ 4/..08 List of Papers

This thesis is based on the following papers, which are referred to in the text by their Roman numerals:

I Bengt Oxelman, Per Kornhall, Richard G. Olmstead and Birgitta Bremer. Further disintegration of Scrophulariaceae. (Manuscript) II Per Kornhall, Nahid Heidari and Birgitta Bremer. 2001. Selagineae and Manuleeae, two tribes or one? Phylogenetic studies in the Scrophulariaceae. Plant Systematics and Evolution 228:199-218. III Per Kornhall and Birgitta Bremer. New circumscription of the tribe Manuleeae (Scrophulariaceae), with particular focus on the genera Manulea L., Sutera Roth, and Jamesbrittenia Kuntze, and a new position for mudworts, Limosella L. Botanical Journal of the Linnaean Society. (Submitted) IV Per Kornhall and Birgitta Bremer. A phylogenetic study of Selago L. and related genera in the tribe Manuleeae (Scrophulariaceae). (Manuscript) V Per Kornhall and Birgitta Bremer. New circumscription and infrafamiliar classification of the family Stilbaceae Kunth. (Manuscript)

Reprints were made with the permission of the publishers. Paper I was initiated by BO, RO, and BB. PK was involved at a later stage and played an active role in the development of the project. BO and PK performed most laboratory work and all analytical work and they together wrote the major parts of the manuscript. Paper II-V are planned and written by PK. These papers were initiated, supervised and financed by BB. For paper II NH did much of the lab-work. Contents

Preface ...... 1 Introduction...... 3 Scrophulariaceae ...... 3 Manuleeae ...... 4 Stilbaceae ...... 6 Material and methods...... 7 Results and discussion ...... 8 Paper I ...... 8 Paper II ...... 10 Paper III...... 12 Paper IV ...... 14 Paper V...... 17 Conclusions...... 20 Svensk sammanfattning (Swedish summary) ...... 22 Tekniker och metoder...... 24 Träd och klader...... 27 Artiklarna ...... 28 Papper 1 ...... 28 Papper 2 ...... 29 Papper 3 ...... 29 Papper 4 ...... 30 Papper 5 ...... 30 Konklusion ...... 31 Acknowledgements...... 32 References...... 34 Preface

I have been fortunate enough to be able to travel to South Africa during the work on this thesis since most of the plants that I have studied grow there. It is a stunningly beautiful country, and a paradise for a botanist. Walking on a field sprinkled with spring flowers, or cautiously wandering among living stones, or collecting one of the plants you are interested in on the top of a rocky outcrop on the top of a mountain, then any botanist would be happy. A 19th century amateur botanist, Mrs. Barber, described her feelings for botany in this manner to the flora author W. H. Harvey:

“... in all places, and at all times, in peace and in war, botany has been one of my greatest pleasures; and often, when we have been driven away from our homes, and had them burned by savages, and have nothing to shelter us but a waggon for months together, then botany has been my sovereign remedy to drive away care.” After citing this the author wrote: –“I trust I violate no confidence in thus printing part of a lady’s letter....” (Harvey 1859).

Maybe botanists of today have neither the passion of Mrs. Barber nor the courteousness of Mr. Harvey, but botany can still, even without this, be a very rewarding pursuit in life!

Fig. 1. The author’s head opened up. Inside can be seen Manulea tomentosa L.

1 2 Introduction

This thesis consists of five papers. Paper I is a study of taxa earlier ascribed to, or still placed in the family Scrophulariaceae, and was conducted together with Bengt Oxelman, Richard G. Olmstead and Birgitta Bremer. Papers II- IV deal with taxa of the tribe Manuleeae, and was produced under the supervision of Birgitta Bremer, as is also paper V which is a study on the family Stilbaceae. All taxa studied belong to the Lamiales, an order that is one of the major flowering plant groups representing § 12 % of eudicot diversity (Stevens 2001 onwards). Although many of the well-known families in the Lamiales, e.g. Bignoniaceae, Lamiaceae or Acanthaceae, are reasonably stable as to circumscription and also well supported, with Scrophulariaceae as a striking exception, the relationships among them are obscure despite several molecular studies (Olmstead et al. 1995; Backlund et al. 1998; Oxelman et al. 1999; Olmstead et al. 2001).

Scrophulariaceae Scrophulariaceae, in a traditional sense, is not supported in molecular phylogenetic studies. On the contrary, molecular systematics has radically changed its circumscription. Olmstead et al. (1995) discovered two clearly separated clades consisting of scrophulariaceous taxa. One ("scroph I") included Buddleja, Selago, Verbascum and the type genus Scrophularia, whereas the other ("scroph II") included Antirrhinum, Digitalis, Veronica, Plantago, Hippuris, and Callitriche. Many later molecular phylogenetic studies focusing either on other taxa of Lamiales or more inclusive groups (e.g. Soltis et al. 1998; Albach et al. 2001; Olmstead et al. 2001; Bremer et al. 2002) have confirmed the pattern revealed by Olmstead et al. (1995). Scrophulariaceae as circumscribed by APG II (The Angiosperm Phylogeny Group 2003) constitutes approximately what Olmstead et al. (1995) identified as the ”scroph I” clade, that is, Buddlejaceae, the tribe Manuleeae, the two large genera Scrophularia and Verbascum, the tribe Hemimerideae, and the Myoporaceae.

3 Fig. 2. Zaluzianskya glareosa, a member of the tribe Manuleeae, Scrophulariaceae. Drawing by the author.

Manuleeae The taxonomic status of the tribe Manuleeae and the now obsolete tribe Selagineae, and the taxa that constituted these, is the main focus of papers II- IV. The Manuleeae has always been included in Scrophulariaceae, while the Selagineae has had a more complicated history. Both tribes consisted almost exclusively of heath-like herbs to sub-shrubs, growing in sub-Saharan Africa. They shared several diagnostic features; the same corolla aestivation, anther, stigma, and nectary characters that characterize Manuleeae also 4 characterized Selagineae. The only important distinguishing character was the number of ovules in the ovary. Selagineae was seen as having one ovule per loculus and Manuleeae two to many (Fig. 3).

Fig. 3. Ovaries from A) Manuleeae (Manulea), and B) former Selagineae (Pseudoselago).

Selagineae was more homogenous than Manuleeae, and had (perhaps therefore?) from time to time been treated as a distinct family (Choisy 1822; Bentham et al. 1873; Rolfe 1912; Stapf 1929). However, several authors did not agree and placed the group in Scrophulariaceae (Wettstein 1895; Hartl 1913; Phillips 1926; Junell 1961; Thieret 1967; Argue 1993). Also Hilliard (1994), in her excellent monograph argued for a close relation to Manuleeae. The scope of papers III and IV is deeper studies of certain taxa within these groups, especially taxa that in paper II showed signs of paraphyly. In paper III the focus is on the genera Manulea and Sutera, because of an indication of paraphyly in Sutera. As there was a suspicion of hybridization, a nuclear region, ITS, also was sequenced. Jamesbrittenia was included in the study, as it has, historical connections with Manulea and Sutera (many names in Sutera have synonyms in Manulea, and Jamesbrittenia in Sutera), and because the concept of the genus recently was expanded by Hilliard (1994). The genus Limosella, the mudworts, was included after preliminary results in paper I had shown it to be part of the Manuleeae. In paper IV the main focus is on taxa from the vicinity of Selago. In paper II were found indications of paraphyly, with the genera Microdon and Cromidon appearing embedded in Selago. Selago is a genus with over 190 species according to the latest revision (Hilliard 1999). The genus is easy to distinguish (it can be confused with the closely allied Pseudoselago Hilliard and Tetraselago), but specimens are difficult to identify to species, and Hilliard (1999) estimated as much as 1/4 of the species to be hybridizing.

5 Stilbaceae In paper V the focus is on Stilbaceae, a family whose circumscription has been dramatically changed by molecular phylogenetic studies. Traditionally, it consisted of the genera Stilbe, Campylostachys, Euthystachys, Kogelbergia and Thesmophora (Rourke 2000). The family Stilbaceae, in this sense, is a small homogenous assemblage of heath-like sub-shrubs with nine species, all growing in the Cape floristic region, and some of them quite rare. Dahlgren et al. (1979) proposed a close relationship between the monotypic genus Retzia, (family Retziaceae) and the Stilbaceae based on chemical and morphological characters. Wood anatomy and molecular phylogenetics reinforced the expulsion of Retzia from the Gentianales where it had been placed (Cronquist 1981), and supported a close relationship between Stilbaceae and Retzia (Carlquist 1986; Bremer et al. 1994; Vinckier et al. 2002). Molecular phylogenetics further disclosed affinities between Stilbaceae (including Retzia) and a number of other taxa, Nuxia (Oxelman et al. 1999) and Halleria (Olmstead et al. 2001). In paper I of this thesis we show that also Bowkerieae (i.e. Bowkeria, Ixianthes, and Anastrabe) and Charadrophila belong here. Stilbaceae in this wider concept is an assemblage of taxa previously placed in different parts of the taxonomic system: Halleria and Bowkerieae from the Scrophulariaceae, Charadrophila that has been regarded as a Bignoniaceae or a Scrophulariaceae taxon, Nuxia a member of Loganiaceae and Retzia, that has been placed in the Solanaceae etc. In paper V we also wanted to elucidate the position of Colpias. The genus is usually treated as a part of the tribe Hemimerideae of the Scrophulariaceae (Hilliard et al. 1984), but Steiner (1996) and Steiner et al. (2002) proposed a placement in the Bowkerieae.

Fig. 4. The rare Cape endemic Charadrophila capensis, growing in the shade under a small waterfall, in Harold Porter Nature Reserve, South Africa.

6 Material and methods

In this thesis previously unpublished sequences of the chloroplast ndhF, trnT-F and rps16 regions are presented. The nuclear ITS region was also included in some studies in order to potentially detect hybridization through discrepancies between chloroplast and nuclear phylogenies. We have used two different approaches to molecular phylogenetics, Parsimony and Bayesian inference. The latter has some interesting properties, e.g. that the resulting posterior probabilities can be interpreted as probabilities of the trees being correct, given the model and the prior beliefs about the parameters (Huelsenbeck et al. 2002). This is in contrast to the frequencies obtained in Parsimony jackknife or bootstrap analyses that are more difficult to interpret in probabilistic terms. I have had the fortune to be in the same department as Fredrik Ronquist, one of the creators of the most used program for Bayesian phylogenetic inference, MrBayes (Huelsenbeck et al. 2003), which we have used in paper II-IV. My experience, when comparing the two methods, is that on our data, they have been equally useful; the resulting phylogenies from the two different methods have very rarely differed, and the support values for individual nodes are correlated. In paper I and in paper V Partitioned Bremer Support, PBS, is also performed to detect possible incongruence between data sets (Baker & DeSalle 1997, Baker et al. 1998). In papers I and II indels are included in the phylogenetic analyses, and in paper IV they are optimized on the chloroplast phylogeny. In paper II and IV morphological characters are mapped on to the phylogenetic trees. I have visited herbaria in Cape Town, Grahamstown and Pretoria (South Africa), St. Louis (USA) and Antananarivo (Madagascar) (apart from Uppsala and Stockholm naturally). Material graciously provided as loans from many other herbaria has also been studied. In the genera Selago and Sutera most of the types have been seen. Two field trips to South Africa have also been conducted, and resulted in very valuable material for sequencing.

7 Results and discussion

Paper I This first paper of the thesis is a study including many taxa that earlier have been associated with Scrophulariaceae. Indications are given for many relationships that need to be further studied, e.g. in the tribe Gratioleae. Overall there is, after the disintegration of the Scrophulariaceae, a great need for deeper studies to understand the relations between plants that earlier have been assigned to different tribes of Scrophulariaceae. There is still much phylogenetic work to be done in the Lamiales and with scrophulariaceous taxa. Thieret (1967) gave a historical perspective 20 years before the dawn of molecular systematics:

“What does all this mean? ...Scrophulariaceae, generally considered such a “well-known” family, are far from being “well-known.”

Molecular systematics has revealed that the family was even lesser known than what he could imagine at the time. It is still not well known, but a framework is emerging, and in paper I we recommend further studies with slowly evolving nuclear genes to elucidate relationships within the Lamiales. Some of the results from paper I that are studied more in detail in papers II-V of this thesis are: the placement of Limosella inside the Manuleeae (Fig. 5 clade A), the close relation between Charadrophila and Bowkerieae with the family Stilbaceae (Fig. 5 clade C), and the placement of Colpias in the Hemimerideae inside Scrophulariaceae (Fig. 5 clade B).

8 Fig. 5 Tree obtained in the A3 analysis in paper I. Bootstrap support is indicated above branches and values from the PBS analysis below. Clade A is the Manuleeae including Limosella, B is the Stilbaceae and C is the tribe Hemimerideae of Scrophulariaceae including Colpias.

9 Paper II Paper II deals with the nearly exclusively southern African tribe Manuleeae. Birgitta Bremer initiated the study after a field trip in South Africa where she noted that very similar plants were placed in different tribes and even sometimes in different families (Fig. 6). Apparently the uni-ovulate ovaries of the taxa previously placed in Selagineae have evolved several times within the Manuleeae. In the paper we present a new circumscription of the tribe based on the phylogenetic analysis (Fig. 7) where all former Selagineae taxa are included in the Manuleeae. In the new circumscription the tribe consists of the genera: Barthlottia, Chenopodiopsis, Cromidon, Dischisma, Glekia, Globulariopsis, Glumicalyx, Gosela, Hebenstretia, Jamesbrittenia, Lyperia, Manulea, Manuleopsis, Melanospermum, Microdon, Phyllopodium, Polycarena, Pseudoselago, Reyemia, Selago, Strobilopsis, Sutera, Tetraselago, Trieenea, and Zaluzianskya (note that Limosella is included and Chaenostoma revived in paper III, and that Microdon and Cromidon are included in Selago in paper IV). Camptoloma and Antherothamnus were expelled from the tribe.

Fig. 6. Inflorescences of Tetraselago (A), and Selago (B), showing the similarity between taxa that prior to paper II were placed in different tribes of Scrophulariaceae, or even in different families, Scrophulariaceae and Selaginaceae.

10 Fig. 7. Phylogenetic tree from the jackknife analysis of ndhF data in paper II. The position of Manuleeae is indicated with a vertical grey line. Taxa marked with an asterisk were formerly placed in the Selagineae. Hash marks indicate taxa expelled from the Manuleeae.

11 Paper III Paper II indicated a paraphyletic Sutera, a result that the analysis of ndhF data in paper III (Fig. 9) further strengthened. The result also showed Jamesbrittenia in a monophyletic clade and Limosella placed within the Manuleeae. Manuleeae was consequently re-circumscribed to include Limosella. As there were indications of hybridizations in Manulea and Sutera we also sequenced and analyzed a data set from the nuclear genome, the internal transcribed spacer, ITS. In the analysis of that data set Sutera was not paraphyletic (Fig. 8). There were thus conflicting results between nuclear and chloroplast data, which could be the result of hybridization (in a combined analysis with also trnT-F included Sutera was still paraphyletic). Since the three groups Manulea, Sutera section Sutera, and Sutera section Chaenostoma in all analyses were monophyletic, the taxonomic decision was to revive the generic name Chaenostoma for Sutera section Chaenostoma, a taxonomic solution that is supported in all analyses.

Fig. 8. A sub-tree from the analysis of ITS data in paper III, showing a monophyletic Sutera. Black vertical line indicate Manulea, grey Sutera section Chaenostoma and dotted Sutera section Sutera.

12 Fig. 9. Tree from the Bayesian analysis of ndhF data from Paper III showing the positions of Limosella (grey vertical line), Jamesbrittenia (black vertical line), and the paraphyly in Sutera (dotted vertical line). Arrow points to the node that defines the Manuleeae.

13 Paper IV The results from the analysis of chloroplast data in paper IV (Fig. 11) strengthened the preliminary notion of paraphyly in Selago from paper II. A new classification of Selago is therefore presented where Microdon and Cromidon are included in Selago. Morphological characters, when mapped on to the chloroplast phylogeny, show in the Selago/Microdon/Cromidon clade little correlation with the phylogeny (Clade A in Fig. 11). This also becomes very evident when Hilliard’s (1999) intrageneric classification of Selago, based on morphology, is optimized on the tree (Fig. 10). However, there is an interesting correlation; it seems as if the internal clades of Selago are geographic entities (Fig. 10). A question was put forth: Are there really 190 species in Selago, or are many of the currently recognized species varieties and hybrids? Other results are a possible conflict between the placement of the genera Tetraselago and Melanospermum, in the nuclear and the chloroplast phylogenies (Figs. 11 and 12). It is a difference in the phylogenies that might be the result of hybridization.

Fig. 10. Optimization of geographical distribution from paper IV. Numbers after taxon names are Hilliard’s informal subgeneric groups.

14 Fig. 11. A phylogenetic tree from the analysis of trnT-F data in paper IV. The genus Selago is marked with a black vertical line, and the clade consisting of Melanospermum and Tetraselago with a thick line. Bayesian posterior probabilities are indicated above and jackknife frequencies below branches. 15 Fig. 12. A phylogenetic tree from the analysis of ITS data in paper IV. Selago is indicated with a thick vertical line. Branches differing from the analysis of chloroplast data are thick, and the genera Microdon and Cromidon with bold type. Bayesian posterior probabilities are denoted above and jackknife frequencies below branches.

16 Paper V The results in paper V (Figs. 14, 15) corroborate the result in paper I (Fig. 5) about the position and wider circumscription of the family Stilbaceae. Following this a new familiar and infrafamiliar classification of Stilbaceae is presented, as well as a new circumscription of the genus Stilbe. The proposal by Steiner (1996) and Steiner et al. (2002) to include Colpias, otherwise placed in the Hemimerideae (Scrophulariaceae), into the tribe Bowkerieae is refuted on the basis of molecular and morphological evidence. An example of the latter is the morphology of the oil secreting trichomes (Fig. 13). In the new infrafamiliar classification of Stilbaceae that is proposed the family will consist of the tribes Bowkerieae (Anastrabe, Bowkeria and Ixianthes), Hallerieae (Charadrophila and Halleria) and Stilbeae (Nuxia and Stilbe). Stilbe is recircumscribed to include also Campylostachys, Euthystachys, Kogelbergia, and Retzia. The enigmatic taxon Thesmophora is left in an uncertain position outside Stilbaceae.

Fig. 13. Trichomes from the corollas of A) Diascia, B) Hemimeris, C) Colpias, D) Bowkeria, E) Ixianthes and F) Anastrabe. A, B, and C are from the Hemimerideae (Scrophulariaceae), and D, E, and F from the Bowkerieae (Stilbaceae).

17 Fig. 14. Results from the A3 analysis in paper V. Jackknife frequencies are indicated above the branches, and results from the PBS analysis below. Scrophulariaceae, Stilbaceae and the tribe Hemimerideae are indicated with vertical lines. Thick branches are nodes where the PBS analysis showed incongruence between the data sets.

18 Fig. 15. A tree from the data set in paper V with narrow sampling that shows internal relationships in the Stilbaceae. Numbers above branches are jackknife frequencies.

19 Conclusions

Molecular phylogenetics has in this thesis been shown to be a strong tool to unravel the evolutionary history of plants. The analyses have resulted in new classifications for a number of taxa. In both Scrophulariaceae and in Stilbaceae we have been able to show that authors of taxonomic systems have made mistakes (unintentionally, of course!) when selecting the number of ovules per loculus as an important character for higher taxonomy. Plants that were more or less identical, but for the number of ovules per loculus, were earlier placed in different tribes or even in different families as the genera Tetraselago and Selago. Plants that now are placed in the same genus were before the advent of molecular systematics placed in different orders, e.g. Retzia in Solanales and Stilbe in Lamiales. Another example is the relationship between Nuxia and Stilbe. When I first heard about this relationship it was from an older botanist who exclaimed how strange it was that plants so disparate could be closely related according to molecular evidence. For what could the trees of Nuxia from the Loganiaceae have in common with the sclerophyllous shrublets of Stilbaceae?

Fig. 16. Drawings of the corollas of Stilbe cernua (Campylostachys cernua), and Nuxia oppositifolia.

20 Interestingly enough, these plants really have a similar morphology. The corollas are alike in many aspects (Fig. 16), such as stamen insertion, corolla indumentum and anther morphology. If one adds that they share the character of whorled leaves and a similar chemistry, it is obvious that these plants probably are closely related (the main difference between them is the number of ovules per loculus). This raises the question: how biased is a botanist by the taxonomic systems? Cuerrier et al. (1998) observed:

“For changes and modifications to become effective in future classifications of flowering plants, one will have to minimize, if not avoid, the implicit influence of the modern systems1, and to count on among others molecular data in redefining taxonomic concepts founded on classical morphology...”

This statement is supported by the results from molecular phylogenetics in this thesis.

When dealing with evolution we easily forget that what we are studying is an unplanned, stochastically produced variation, an unchecked (by reason) expansion of diversity in time and space. The novelist puts it like this:

“We have been told so often that history is indifferent, but we always take its parsimony or plenty as somehow planned; we never really listen...” (Lawrence Durell, Justine, Faber & Faber mcmlxiii, p.99).

One of the aims of a researcher of evolution must be to free herself of bias imposed upon her by tradition and thought-patterns – without losing grip of all the knowledge that is accumulated through centuries of biological science.

Taxonomical note In a late stage of the preparation of this thesis it was discovered that the name of the tribe Manuleeae Benth. after the inclusion of Limosella (paper III) should be Limoselleae Dumort., as this name has priority. This will be implemented in papers I, and III-V before publication.

1Cronquist, Takhtajan, Thorne, etc.

21 Svensk sammanfattning (Swedish summary)

Under fem års tid har jag studerat två grupper av växter som båda innehåller många sydafrikanska växter. Den första heter Scrophulariaceae, som på svenska alltid förut har hetat lejongapsväxter. Den andra gruppen, Stilbaceae, har inget svenskt namn. Redan här i början av texten stöter jag på patrull. Det är nämligen så att vad vi systematiker sysslar med är att vi byter namn på växter eller ändrar innebörden i vissa av deras namn. Så är det med namnet lejongapsväxter; deras latinska namn Scrophulariaceae har bytt innehåll. Modern forskning har gjort att det svenska namnet lejongapsväxter inte längre passar på de växter som har det latinska namnet Scrophulariaceae. Lejongapen, som är vanliga som trädgårdsväxter, är nämligen inte så nära släkt med flenört, Scrophularia, det släkte som gett namn åt Scrophulariaceae, som man en gång trodde. Det har visat sig att lejongap och flenört tillhör olika grupper i blomväxtsystemet. Den grupp som lejongapen nu tillhör kan vi naturligtvis fortsätta kalla lejongapsväxter (men ett mer korrekt svenskt namn vore faktiskt grobladsväxter). Släktet Scrophularia har två svenska representanter, flenört och vårflenört, så familjen skall på svenska nu kallas flenörtsfamiljen. Deras närmaste släktingar i Sverige är Verbascum, kungsljus, men de flesta medlemmarna växer i södra Afrika och tillhör släktena Manulea, Selago, Pseudoselago, Melanospermum, Glumicalyx, Polycarena, Phyllopodium Trieenea, Zaluzianskya m.fl. Detta är namn som jag vet inte betyder så mycket för dig, min käre läsare, men som jag kan lova har betytt en hel del för mig under de sista fem åren. Fastän dessa släkten innehåller fler än 600 arter, så är de ändå bara en liten del av den totala artrikedomen som finns i den oerhört rika och fascinerande Kapfloran - en flora som genom sin rikedom och egenart har fascinerat botaniker ända sedan Linnés tid.

22 Fig. 17. Sydafrikanska berg.

Den andra gruppen växter jag studerat, familjen Stilbaceae, är en liten familj som före DNA-teknikens intrång i växtsystematiken bara innehöll ett tiotal arter utspridda på fem släkten, alla växande i Kap och en del av dem sällsynta. Familjen har inget svenskt namn, men den har på många sätt svensk anknytning. Släktet Stilbe som gett namnet åt familjen beskrevs av den svenska botanikern Bergius och ett annat släkte, Retzia, namngavs av Linnés lärjunge Thunberg för att hedra Lundabotanikern Retzius. Överhuvudtaget är det många av de växter jag studerat, även i Scrophulariaceae, som har anknytning till svenska botaniker eftersom den första floran över Kapprovinsen skrevs av Karl Petter Thunberg. Svensk botanik och Sydafrika har alltså en trehundraårig tradition att falla tillbaka på! År 1998 var Birgitta Bremer, min blivande handledare, i Sydafrika. Nere i detta fantastiska land upptäckte hon att växter som var svåra att skilja åt i fält, fördes inte bara till olika släkten, utan till och med till olika tribusar (tribus är en systematisk rang mellan familj och släkte). I flororna angavs de ibland till och med som tillhörande olika familjer. De tydligaste exemplen på detta fanns i släktena Selago, Pseudoselago och Tetraselago. De två förstnämnda placerades i tribusen Selagineae i Scrophulariaceae, eller i familjen Selaginaceae, medan den tredje som är till förväxling lik de förstnämnda, fördes till tribusen Manuleae i Scrophulariaceae. Birgitta anade att något inte var som det skulle och samlade in så mycket hon kunde av dessa växter. Eftersom hon tillhört frontlinjen i den våg av molekylär växtsystematik som de senaste 20 åren revolutionerat växtsystematiken, såg hon möjligheten att med molekylära metoder analysera dessa växters släktskap. Hemkommen snickrade hon ihop ett projekt och jag hade turen att

23 vara där och då och att bli antagen som doktorand med henne som handledare. Nu, fem år senare, har du resultatet i din hand.

Fig. 18. Miljö från toppen av Jonaskop, Kapprovinsen, Sydafrika.

Tekniker och metoder För en ovan läsare består de artiklar som bildar denna avhandling av texter fulla av obegripliga ord och märkliga figurer. Jag skall försöka ge en liten förklaring till vad det är för metoder jag har använt mig av och hur resultaten analyserats och tolkats. Först är det viktigt att komma ihåg att växtsystematik idag, även efter att DNA-tekniken brutit igenom – fast vi har tillgång till datorer och sekvenseringsmaskiner, PCR-apparater och avancerade mikroskop etc. – ändå är mycket lik den forskning Linné bedrev på 1700-talet. Vi reser fortfarande iväg och samlar växter, som vi fortfarande pressar och lägger i herbarier och vi fortsätter faktiskt att både läsa och att skriva latin! Detta är en fascinerande aspekt av växtsystematik. Det är en levande, modern forskningsgren som fritt rör sig mellan århundraden i sina metoder. Så innan 24 jag kort beskriver de tekniker och analysmetoder som är mest framträdande i mina artiklar, vill jag betona att jag också har spenderat många timmar och dagar och veckor i herbarier, vid stereolupp och mikroskop, lutad över herbarieark eller insamlandes och pressandes växter. Till grund för mycket av det jag har gjort ligger DNA-data. DNA:s hemligheter ligger fördolda i cellkärnan, mitokondrierna eller kloroplasterna inne i cellerna och måste på något vis plockas fram. Den molekylärgenetiska revolution som skett inom medicin och biologi de senaste 20 åren har gett oss redskapen för att göra detta. Det första steget är att få ut DNA och bara DNA ur växterna. Detta sker genom att först mekaniskt mala ner växten, sedan lösa upp cellväggarna med någon lämplig kemikalie och extrahera ut DNA. Efter extraktionen befinner sig DNA i en vattenlösning. Denna renas med en fiffig reningsmetod där man binder DNA till ett membran. När DNA sitter på membranet kan man skölja det rent och sedan lossa det från membranet och man har då en ren DNA-lösning. Men, denna lösning är en blandning av allt DNA som finns i växten, både från kärnan, från mitokondrierna och från kloroplasterna. Det är dessutom en väldigt svag lösning. Vad som sedan måste till är en kopiering och ett mångfaldigande av just den DNA-”snutt”, den gen, man är intresserad av. Detta sker genom PCR, Polymerase Chain Reaction, som är en genial, enkel och robust metod för att mångfaldiga DNA. Med hjälp av PCR kan man göra miljontals kopior av just den gen man är intresserad av. Efter PCR har man en lösning som består av miljontals korta snuttar av just detta DNA. Själva sekvenseringen bygger på att man inkorporerar färgade molekyler i en andra PCR reaktion. Jag skall inte här gå in i detalj på metoden utan bara konstatera att den också är en metod som med ett förbluffande enkelt handhavande ger sekvenser med väldigt få fel i. Från sekvenseringen kommer från sekvensmaskinen ett kromatogram, en fil med kurvor i olika färger som översätts av ett datorprogram till en sekvens (Fig. 19).

Fig. 19, Ett kromatogram från sekvenseringsmaskinen. De olika kurvorna har fyra olika färger som står för de fyra nukleinsyrorna.

Till slut har man en uppsättning av sekvenser för samma gen från ett antal olika växter och då skall dessa ”alignas”, sättas ihop till en datafil, en matris där de olika växternas sekvenser kan jämföras. Det finns program för detta, men proceduren är såpass komplex att det fortfarande går bäst att göra det för hand. En del av en alignad matris kan se ut som i Fig. 20.

25 Fig. 20. Del av en alignad matris för den nukleära genen ITS.

När sekvenserna är alignade vidtar analyserna. Man skulle kunna tänka sig olika sätt att göra detta på. Ett sätt vore helt enkelt att jämföra likheten, dvs bestämma att de sekvenser som är mest lika är mest släkt och så fortsätta med den typen av jämförelser. Ett annat, mer sofistikerat sätt, är att utgå från det faktum att sekvenserna är spåren av en gemensam historia. Det DNA som en växt har i sig idag har den ärvt av sina ”föräldrar”, som i sin tur har ärvt den av sina, som i sin tur har ärvt den av sina... Det innebär att detta DNA är sista länken i kedja av nedärvning som sträcker sig bakåt i tiden genom, decennier, århundraden, årtusenden och årmiljoner! Metoden jag har använt går ut på att man räknar ut vilket av alla möjliga hypotetiska släktskapsträd som kräver minst evolutionära förändringar. Detta låter sig väldigt lätt göras när man har få växter som man vill undersöka. Men antalet möjliga släkträd ökar snabbt med mängden ingående växter i analysen. När matriserna innehåller så många arter som i mina så är det omöjligt att beräkna alla möjliga lösningar. Det skulle helt enkelt ta för lång tid även med de största och snabbaste av moderna datorer. Man tillgriper då förenklande matematiska lösningar. Det finns två olika tankegångar bakom de metoder jag använt för att räkna fram dessa träd. Den ena av de två kallas parsimoni. Där räknar man de verkliga stegen, dvs om ett a förändras till ett c på ett ställe i den genetiska koden så räknas det som ett steg. Det mest troliga evolutionära scenariot är med den metoden helt enkelt det träd som kräver minst antal förändringar i den genetiska koden. Metoden är sympatisk på grund av sin enkelhet och relativa snabbhet i beräkningarna. Den andra metoden är modellbaserad. I den utgår man från att vi kanske faktiskt vet någonting om molekylär evolution. Vi kanske vet att vissa förändringar är mer sannolika. Vid beräkning av släktskapsträd med en sådan metod tar man hänsyn till att sannolikheten för förändringar mellan olika baser eller på olika positioner i DNA koden kan vara olika. Modellbaserade metoder är beräkningsmässigt mycket mer intensiva än parsimoni. Det mest troliga evolutionära trädet är här det träd som är mest sannolikt efter att man har tagit hänsyn till alla de parametrar som ingår i den modell man har valt. För de modellbaserade analyserna har jag använt Bayesiansk statistik. Tekniken finns implementerad i ett dataprogram,

26 MrBayes som bl.a. programmerats av Fredrik Ronquist på avdelningen för zoologisk systematik på Uppsala universitet. Detta program gör det möjligt att beräkna sannolikheten för olika träd också på stora matriser med många arter och många karaktärer. Metoden är fascinerande eftersom den i slutändan inte bara ger det mest sannolika trädet, med sannolikheter för de olika grupperna, utan också de mest sannolika värdena för parametrarna i modellen. Detta sker genom en avancerad statistisk algoritm som har det fantasieggande namnet Metropolis coupled Markov chain Monte Carlo. I mina analyser har signalen i mina data i princip varit såpass entydig att bägge metoderna har de gett likvärdiga resultat.

Träd och klader Bägge analysmetoderna resulterar i fylogenetiska träd. Detta är träd som illustrerar den mest sannolika evolutionära släktskapen mellan de växter som man studerar.

Fig. 21. Exempel på ett kladogram.

I Fig. 21 finns ett sådant träd illustrerat. Där kan man se att Polycarena och Phyllopodium är nära släkt med varandra, de bildar en ”klad” (A) (av grekiskans clados = skott). ”Stödet” för denna gren är 100%. Det är alltså väldigt sannolikt att detta är en riktig hypotes. Den kladen är i sin tur ”systergrupp” med en annan klad som innehåller arterna Cromidon till Glumicalyx (B) som har 99% stöd. Klad A och B bildar tillsammans en annan klad C som har 97% stöd etc...

27 Det är dessa klader som bildar grunden för de taxonomiska överväganden som jag sedan gör. Den allmänna grundregeln för växtsystematik idag är att taxonomin skall reflektera organismernas evolutionära historia - detta för att man vill uppnå en så naturlig och användbar klassifikation som möjligt. Detta kan illustreras med en jämförelse med Linnés sexualsystem. I Linnés system delades växterna in i likheter vad gäller antal ståndare och pistiller. Systemet gjorde att växter som uppenbart var väldigt nära släkt och också var väldigt lika, men hade olika ståndarantal, hamnade i olika grupper. Man insåg snabbt att detta inte var ett bra system och strax efter Linné så började arbetet med att skapa mera naturliga system. När Darwins evolutionslära kom kunde man också förstå varför växter är olika och hur dessa olikheter uppstått. Med den förståelsen ville man att klassifikationen skulle återspegla den evolutionära historien. Detta har fått till konsekvens att det är bara monofyletiska klader som man vill ge namn till, dvs, man vill bara att växter med samma ursprung skall ha samma namn.

Artiklarna Papper 1 I samband med att jag antogs som doktorand kom också Bengt Oxelman till institutionen. Han hade ett intresse för Scrophulariaceae och hade börjat på ett projekt tillsammans med Birgitta och Richard Olmstead. Eftersom mina växter tillhörde den grupp som den studien rörde så blev jag också engagerad. Artikeln ger en ram för de grupper som papper II-V handlar om. Papper I är också ett led i den disintegration av Scrophulariaceae som började med en artikel skriven av Olmstead et al. (1995). Detta papper var det första som tydligt visade på onaturligheten i den gamla synen på familjen Scrophulariacaee. Olmstead et al. kunde tydligt visa att den behövde delas upp i minst två delar. Den ena av dessa delar, informellt kallad Scroph I, var den grupp som papper I främst inriktade sig på. Papperet redovisar också intressanta data angående familjen Stilbaceae, en grupp som jag fattade intresse för, eftersom den var sydafrikansk och ibland hade kopplats ihop med t.ex. släktet Selago i Scrophulariaceae. Papper I mynnar inte ut i någon klassifikation utan är en bred studie, som visar troliga släktskapsförhållanden och pekar ut framtida forskningsområden.

28 Fig. 22. En representant för släktet Pseudoselago från Jonaskop.

Papper 2 Papper 2 är en första, översiktlig artikel med en analys av tribusarna Manuleeae och Selagineae från Scrophulariaceae. Vi kan här tydligt visa att de växter som förts till Selagineae har sina närmaste släktingar bland Manuleeae, ja, att den karaktär som använts för att definiera tribusen Selagineae, fröämnesantal, troligen har uppstått flera gånger i Manuleeae. Konsekvenserna av resultatet är att vi i artikeln presenterar en ny beskrivning av tribusen Manuleeae, en beskrivning där tribusen omfattar också de arter som tidigare hade förts till tribusen Selagineae.

Papper 3 Det tredje papperet är en studie inriktad på släktena Manulea, Sutera och Jamesbrittenia. Vi var också intresserade av Limosellas position, eftersom det släktet i papper I hade visat sig vara en del av Manuleeae. I den här artikeln valde jag att sekvensera DNA både från kloroplaster och från cellkärnan, detta eftersom nedärvningen av det genetiska materialet i dessa är lite olika. Kloroplasterna nedärvs oftast helt och hållet på mödernet, pappa-växten levererar bara kärn-DNA medan den nya växten får alla sina kloroplaster från moderplantan. Kärnans DNA kommer däremot från bägge 29 föräldrarna. Det finns alltså en möjlighet att man genom att jämföra släktskapsträdet från nukleära sekvenser med kloroplastsekvenser kan upptäcka en skillnad. Denna skillnad kan bero på en hybridisering. Resultaten i artikeln pekade på att en sådan hybridisering hade skett i släktena Manulea och Sutera. Detta ledde till en ny beskrivning av tribusen Manuleeae för att inkludera Limosella och i ett återupplivande av släktet Chaenostoma.

Papper 4 Papper 4 är inriktat på de grupper som tidigare tillhört tribusen Selagineae och deras närmaste släktingar. Det fanns i papper II signaler om att släktena Microdon och Cromidon har uppstått inne i släktet Selago. Det visade sig också vara så. De taxonomiska förändringar som görs i artikeln görs just för att visa att Microdon och Cromidon har uppstått inne Selago. Resultaten visade också att de olika arterna i Selago var oerhört lika genetiskt och att det fanns väldigt lite korrelation mellan släktskapsträdet och dessa växters utseende. Frågan ställs om alla de 190 beskrivna Selago-arterna verkligen är arter eller om många är varianter och hybrider.

Papper 5 Det femte papperet handlar om familjen Stilbaceae. Familjen har traditionellt bestått av en liten samling sydafrikanska små, risartade, växter. Några av dessa är väldigt sällsynta och växer på uppstickande klippor på bergskammar. En annan art, Retzia, hade redan innan DNA-teknikens framväxt också förts dit, men det var omdiskuterat. Oftast placerades Retzia i en annan ordning, Gentianales, medan Stilbaceae placerades i Lamiales. När DNA- tekniken bröt igenom kunde man inte bara fastställa att Retzia hörde hemma i Stilbaceae utan också att släktena Nuxia och Halleria gjorde det. I papper I så kunde vi se att ännu fler släkten hörde hemma här, nämligen tribusen Bowkerieae och släktet Charadrophila. Nu bestod Stilbaceae helt plötsligt av växter som hade beskrivits i fem olika familjer i två olika ordningar! Har molekylerna fel eller innehåller gamla taxonomiska system fel? Detta är intressant. Ett väldigt tydligt exempel är släktet Nuxia. När de första DNA-resultaten dök upp som pekade på en nära släktskap med Stilbaceae, var det många botaniker som skakade på huvudet. Vad har de träd som heter Nuxia gemensamt med de små risartade Stilbaceerna? Men tittar man närmare kan man se att det finns många likheter, bladen sitter i krans och blommorna är oerhört lika (se Fig. 16). Det senare om man bortser från den karaktär som äldre system lade väldig vikt vid – antalet fröämnen. Resultaten i artikeln resulterar i en ny taxonomi för familjen Stilbaceae och en ny beskrivning av släktet Stilbe. 30 Konklusion Sammanfattningsvis kan man säga att förutom de resultat som direkt handlar om systematiken i de arter/släkten/tribusar/familjer som jag har behandlat, så finns det ett generellt resultat i min avhandling. Vi har visat både i Scrophulariaceae och i Stilbaceae att en karaktär som traditionellt sett har tillmätts stor betydelse vid indelningen av växter, antalet fröämnen, kan variera mycket mellan närbesläktade arter. Det visar betydelsen av ett annat dataset som t.ex. DNA för att bedöma taxonomiska begrepp och traditioner som är grundade på växternas utseende, deras morfologi.

Låt mig få avsluta med ett citat av Darwin (i min egen översättning):

”Således uppstår, som en direkt följd av naturens ständiga krig, av svält och död, de mest upphöjda ting som vi kan uppfatta, nämligen de högre djuren. Det finns en storhet i denna syn på livet, med alla dess krafter, bliven utandad av skaparen i en form eller flera; att medan denna planet har fortsatt kretsa i enlighet med tyngdlagen, så har det utvecklats och fortsätter att utvecklas, från en enkel begynnelse, till ändlösa former av den mest förunderliga skönhet.” (Darwin, 1872. The origin of species by means of natural selection. John Murray, London. p.429)

Det är också förunderligt och märkligt att jag har haft förmånen att få studera denna utveckling!

Fig. 23. Birgitta, Jag och Pieter Bester pressar växter i Soutpansberg, provinsen Limpopo, Sydafrika, November 2002. Foto: Norbert Hahn.

31 Acknowledgements

Det känns bra att vara där jag är nu. Jag har nått ett av mina mål. Det hade varit ännu skönare om farfar hade kunnat se mig. Han som fick sin utbildning eftersom hans äldre syskon arbetade för att åtminstone de två yngsta i syskonskaran skulle kunna studera. Jag kan fortfarande minnas sorgen i hans ögon när jag uttryckte mitt ointresse för högre utbildning. För honom var den något som hade lyft honom ur själslig och lekamlig fattigdom och där kom jag, en ung bortskämd långhårig sonson och hånade både hans strävan och hans syskons uppoffringar. Först av alla vill jag tacka min pappa –utan dig skulle jag ju inte finnas till, men det är inte det jag tänker på. Genom de här åren så har du varit en supporter och stöttat mig när det behövts. Du sade till mig gång på gång: “Bara du kan jobba – det är det viktigaste.” Det är natuligtvis inte sant, men det kan vara viktigt att höra när passagen i livet är trång. Jag vill också tacka mina barn för att de är ett av mina stora glädjeämnen i livet. Det är fantastiskt att vara pappa, ingen existensiell ångest, man är behövd, och beundrad, sak samma vad man gör. Jaha och nu skall jag tacka alla andra som har bidragit, alla ni som har funnits runtomkring och alla ni som har betytt så mycket under dessa år. Hur skall det gå till? Om jag skriver upp alla utom en så nog kommer just du att känna dig utpekad och utlämnad – snälla känn inte så om jag skulle ha glömt dig! Birgitta, du har varit min handledare. När jag verkligen behövt hjälp så har du direkt funnits där. Det har varit roligt under de här åren och jag är mycket glad att du en gång för länge, länge sedan på Linneanum frågade mig om jag inte funderat på att doktorera. Utan dig hade den här avhandlingen aldrig blivit skriven. Bengt Oxelman, tack för allt! Du är en vetenskaplig inspiration och en väldigt bra chef. Vi har rykt ihop någon gång så gråten stått i ögonen, men med ömsesidig respekt så blir det en tillgång i en medmänsklig samvaro. Mats Thulin. Om någon personifierar botaniken på institutionen för mig så är det du, ödmjuk och med enorma kunskaper och alltid en hjälpande hand. Tack! Kåre, tack för allt och lycka till på det nya jobbet! Du är en rättvis person med stor integritet och jag är övertygad om att du kommer att göra ett bra jobb i Stockholm. 32 Magnus. Ja vad skall jag säga. En lång göteborgare i t-shirt, med hår (nästan) och en ring i örat. Jag som fortfarande var frikyrkligt anfäktad undrade vad detta månde vara för något. Nu efter 5 års delande av rum, hotellrum, förtroenden, lägenhet, you name it, med en konflikt och ett oräkneligt antal skratt och djupa och grunda och smala och breda och långa och korta diskussioner... Jag tror att du är den snällaste människa jag mött (förutom mig själv förstås). Puss! Och alla ni andra: Per E (du är en klippa!) och Annika (...vad sorgligt att inte få se dig varje dag), Johan, Hege, Hobbe, Jesper, Katarina, Kristina, Rikke, Frida, Per A., Björn-Axel (...den där efterfesten där askflagorna från cigarrerna sakta dalade ner i Calvadosglasen, medan någon alldeles fantastisk musik fyllde tomrummen mellan de oerhört djupa tankarna...). Stockholmsgänget... Jenny, P-O, Petra, Torsten, Kajsa, och alla ni andra. En hög “gamla” doktorander, sådana som vi “nya” är nu: Johanne, Johannes, Mats Hjertzon..., ett speciellt tack till Ulf Swenzon för att du faktiskt var en av dem som puffade mig fram mot att doktorera och Mariette för att du är en inspirationskälla. Ett specielt tack vill jag också rikta till Roland och Barbro på fytoteket och till vår bibliotekarie Agneta, ni har alltid varit lika hjälpsamma och tillmötesgående. To Pieter Bester, Peter Phillipson, Dave Gwynne-Evans and John Rourke for helping me out in South Africa –Thank you! I am also very grateful to Mrs. Hilliard in Edinburgh for material and answers to my questions. I would have liked to be with you and Bill on one of those excursions on horseback in the Drakensberg... Det är väl rimligt att jag avslutar med att tacka kvinnorna i mitt liv. Till syvende och sist är det ju ändå ni som gör livet både möjligt och värt att leva, syster Eva –du är arg på mig men jag är glad att du finns och för den hjälp jag fick av dig under den storm som blåste i mitt liv för några år sedan. Mamma, –hur skall jag kunna tacka dig för att du alltid varit just det, en mamma, bättre än jag förtjänat många gånger? Du har alltid funnits där. Ann, du har varit solen i mitt liv sedan den dagen jag såg dig för första gången. Nu delar jag mitt liv med dig och med våra barn (i olika konstellationer) och jag har svårt att tänka mig något bättre.

Till alla, nämnda och onämnda: Tack!

33 References

Albach D. C., Soltis P. S., Soltis D. S., Olmstead R. G. (2001) Phylogenetic analysis of asterids based on sequences of four genes. Ann. Mo. Bot. Gard. 88: 163-212. Argue C. L. (1993) Pollen morphology in the Selagineae, Manuleae (Scrophulariaceae), and selected Globulariaceae, and its taxonomic significance. Am. J. Bot. 80: 723-733. Backlund M., Oxelman B., Bremer B., (1998) Phylogenetic relationships within the Gentianales based on ndhF and rbcL sequences, with a particular reference to the Loganiaceae. Am. J. Bot. 87: 1029-1043. Baker, R.H., and R. DeSalle. 1997. Multiple sources of character information and the phylogeny of Hawaiian Drosophilids. Syst. Biol. 46:654-673. Baker, R. H., X. B. Yu, and R. DeSalle. 1998. Assessing the relative contribution of molecular and morphological characters in simultaneous analysis trees. Mol. Phylogenet. Evol. 9:427-436. Bentham G., Hooker J. D. (1873) Genera Plantarum. Lovell Reeve & Company, London. Bremer B., Bremer K., Heidari N., Erixon P., Olmstead R. G., Anderberg A. A., Kallersjo M., Barkhordarian E. (2002) Phylogenetics of asterids based on 3 coding and 3 non-coding chloroplast DNA markers and the utility of non-coding DNA at higher taxonomic levels. Mol. Biol. Evol. 24: 274-301. Bremer B., Olmstead R. G., Struwe L., Sweere J. A. (1994) rbcL sequences support exclusion of Retzia, Desfontainia, and Nicodemia from the Gentianales. Plant Syst. Evol.: 213-230. Carlquist S. (1986) Wood anatomy of Stilbaceae and Retziaceae: Ecological and systematic implications. ALISO 11: 299-316. Choisy J. D. (1822) Mémoire sur la famille des Sélaginées. Mem. Soc. Phys. Genèv. 2. Cronquist A. (1981) An Integrated System of Classification of Flowering Plants. Columbia University Press, New York. Cuerrier A., Brouillet L., Barabe-Denis (1998) Numerical and comparative analyses of the modern systems of classification of the flowering plants. Bot. Rev. 64: 323-355. Dahlgren R., Nielsen B. J., Goldblatt P., Rourke J. P. (1979) Further notes on Retziaceae: Its chemical contents and affinities. Ann. Mo. Bot. Gard. 66: 545- 556. Hartl D. (1913) Scrophulariaceae. in: G. Hegi. Illustrierte Flora von Mitteleuropa. J. F. Lehmanns Verlag, München 6: 1-32. Harvey W. H. (1859) Thesaurus Capensis. Hodges, Smith, and Co., Dublin. Hilliard O. (1994) The Manuleae a Tribe of Scrophulariaceae. Edinburgh University Press, Edinburgh. Hilliard O. M. (1999) The tribe Selagineae (Scrophulariaceae). Royal Botanic Garden, Edinburgh, Edinburgh. 34 Hilliard O. M., Burtt B. L. (1984) A revision of Diascia section Racemosae. J. S. Afr. Bot. 50: 269-340. Huelsenbeck J. P., Larget B., Miller R. E., Ronquist F. (2002) Potential applications and pitfalls of Bayesian inference of phylogeny. Syst. Biol. 51: 673-688. Huelsenbeck J. P., Ronquist F. (2003) MrBayes. Department of Biology, University of Rochester, Distributed by the author. Junell S. (1961) Ovarian morphology and taxonomical position of Selagineae. Svensk Bot. Tidskr. 55: 168-192. Olmstead R. G., DePamphilis C. W., Wolfe A. D., Young N. D., Elisons W. J., Reeves P. A. (2001) Disintegration of the Scrophulariaceae. Am. J. Bot. 88: 348-361. Olmstead R. G., Reeves P. A. (1995) Evidence for the polyphyly of the Scrophulariaceae based on chloroplast rbcL and ndhF sequences. Ann. Mo. Bot. Gard. 82: 176-193. Oxelman B., Backlund M., Bremer B. (1999) Relationships of the Buddlejaceae s. l. investigated using parsimony jackknife and branch support analysis of chloroplast ndhF and rbcL sequence data. Syst. Bot. 24: 164-182. Phillips E. P. (1926) The Genera of South African Flowering Plants. Cape Times Limited, Government Printers, Cape Town. Rolfe R. A. (1912) Selagineae. in: W. T. Thiselton-Dyer. Flora Capensis; Acanthaceae to Proteaceae. Lovell Reeve & Co. Ltd., London 5: 95-180. Rourke J. P. (2000) A review of generic concepts in the Stilbaceae. Bothalia 30: 9- 15. Soltis D. E., Soltis P. S., Mort M. E., Chase M. W., Savolainen V., Hoot S. B., Morton C. M. (1998) Inferring complex phylogenies using parsimony: An empirical approach using three large DNA data sets for angiosperms. Syst. Biol. 47: 32-42. Stapf O. (1929) Selago serrata. Curtis's Botanical Magazine 155: 9265. Steiner K. (1996) Chromosome numbers and relationships in tribe Hemimerideae (Scrophulariaceae). Syst. Bot. 21: 63-76. Steiner K. E., Whitehead V. B. (2002) Oil secretion and the pollination of Colpias mollis (Scrophulariaceae). Plant Syst. Evol. 235: 53-66. Stevens, P.F. (2001 onwards). Angiosperm Phylogeny Website. Version 4, May2003 [and more or less continuously updated since]. http://www.mobot.org/MOBOT/research/APweb/. The Angiosperm Phylogeny Group (2003) An update of the angiosperm phylogeny group classification for the orders and families of flowering plants: APG II. Bot. J. Linn. Soc. 141: 399-436. Thieret J. W. (1967) Supraspecific classification in the Scrophulariaceae: a review. SIDA 3: 87-106. Vinckier S., Smets E. (2002) Morphology, ultrastructure and typology of orbicules in Loganiaceae s.l. and related genera, in relation to systematics. Rev. Palaeobot. Palyn. 119: 161-189. Wettstein R. v. (1895) Scrophulariaceae. in: A. Engler and K. Prantl. Die natürlichen Pflanzenfamilien. Wilhelm Engelmann, Leipzig 4(3b): 39-107.

35 Acta Universitatis Upsaliensis Comprehensive Summaries of Uppsala Dissertations from the Faculty of Science and Technology Editor: The Dean of the Faculty of Science and Technology

A doctoral dissertation from the Faculty of Science and Technology, Uppsala University, is usually a summary of a number of papers. A few copies of the complete dissertation are kept at major Swedish research libraries, while the summary alone is distributed internationally through the series Comprehensive Summaries of Uppsala Dissertations from the Faculty of Science and Technology. (Prior to October, 1993, the series was published under the title “Comprehensive Summaries of Uppsala Dissertations from the Faculty of Science”.)

Distribution: Uppsala University Library Box 510, SE-751 20 Uppsala, Sweden www.uu.se, [email protected]

ISSN 1104-232X ISBN 91-554-5874-2