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14. Dezember 2012   509/12   Forschung

Unfruchtbare Pflanzen: Biologen untersuchen Fortpflanzung des Fadenförmigen Ehrenpreises

Oldenburg. Unfruchtbarkeit bei Pflanzen – dieses Thema haben Prof. Dr. Dirk Albach, Leiter der Arbeitsgruppe „Biodiversität und Evolution der Pflanzen“ am Institut für Biologie und Umweltwissenschaften der Universität Oldenburg, und sein Doktorand Romain Scalone untersucht. Ihre Ergebnisse haben die Wissenschaftler kürzlich in dem Online-Journal „BMC Evolutionary Biology“ veröffentlicht. Titel der Studie: „Degradation of Sexual Reproduction in Veronica Filiformis after Introduction to Europe“ („Abbau der sexuellen Reproduktion beim fadenförmigen Ehrenpreis nach seiner Einführung in Europa“). „Um sich fortzupflanzen reproduzieren sich fast alle Pflanzen über Samen“, erklärt Albach. „Uns interessiert die Frage: Was passiert mit Pflanzen, die dazu nicht mehr in der Lage sind?“

Zur Beantwortung der Frage haben sich die Wissenschaftler eine besondere Pflanze vorgenommen: den Fadenförmigen Ehrenpreis (Veronica filiformis). Mit ihren Forschungen konnten sie zudem einen – bisher äußerst seltenen – Beweis für „Muller’s ratchet“ liefern, eine Theorie, die der amerikanische Genetiker Hermann Joseph Muller bereits in den 1960-er Jahren entwickelte. Sie besagt, dass Organismen, die sich nicht sexuell vermehren, mit der Zeit zunehmend negative Mutationen ansammeln.

Der Fadenförmige Ehrenpreis stammt aus dem Kaukasus und zählt zur Familie der Wegerichgewächse (Plantaginaceae). Wie viele andere Pflanzen hat er ein Fortpflanzungssystem, das eigene – also genetisch verwandte – Pollen von fremden unterscheiden kann. So vermeidet die Pflanze Inzucht. Vor knapp 100 Jahren wurden die Pflanzen aus dem Kaukasus als Gartenpflanze nach Europa eingeführt. Und hier liegt die Ursache der Fortpflanzungsprobleme des Fadenförmigen Ehrenpreises: Seine europäischen Nachkommen stammen von einer geringen Zahl von Pflanzen ab. Daher erkennen sie sich als identische Individuen und produzieren kaum noch Samen.

Albach und Scalone konnten dies im direkten genetischen Vergleich von europäischen mit kaukasischen Pflanzen nachweisen: „Wir haben festgestellt, dass der europäische Ehrenpreis eine solche Akkumulation an Mutationen aufweist, dass seine Fortpflanzung kaum noch möglich ist – bestenfalls massiv erschwert ist. Dieses Phänomen ist in der Genetik als „Muller’s Ratchet“ bekannt und konnte allerdings bisher nur an Bakterienkulturen nachgewiesen werden“, erklärt Albach. Deshalb schließe der Fadenförmige Ehrenpreis diese Forschungslücke für die Botanik.

Scalone, R. & D. C. Albach. Degradation of sexual reproduction in Veronica filiformis after introduction to Europe, BMC Evolutionary Biology, 2012. DOI: 10.1186/1471-2148-12-233

Auf den Fotos: Mutation des Fadenförmigen Ehrenpreises

ⓘ www.biomedcentral.com/1471-2148/12/233
 
ⓚ Kontakt:
Prof. Dr. Dirk Albach, Institut für Biologie und Umweltwissenschaften, Tel.: 0441/798-3339, E-Mail: dirk.albach(Klammeraffe)uni-oldenburg.de
 
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(Stand: 09.06.2021)