Wie genetische Flexibilität Pflanzen beim Überleben im Angesicht der Klimaveränderung hilft
Die Klimaveränderung betrifft die ganze Welt, doch möglicherweise ist der Grad, wie gut sich der Organismus von Pflanzen an diese Veränderungen anpasst, ein Indikator dafür, wie sie ihr Überleben sichern. In einer neuen Studie erklären Wissenschaftler aus Österreich und den Vereinigten Staaten, dass die Genetik womöglich eine tragende Rolle dabei spielt, wie die Pflanze Arabidopsis thaiana auf diese Veränderungen reagiert. Die Ergebnisse der Studie wurden in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht und helfen bei der Suche nach einer molekularen Basis für die Anpassungsfähigkeit anderer Pflanzen an die Klimaveränderung. Im Vergleich zu Tieren sind Pflanzen im Nachteil, wenn es zu einer Klimaveränderung kommt: Pflanzen können nicht weglaufen. Die Wissenschaftler unter der Leitung der Brown University in den Vereinigten Staaten jedoch konnten beobachten, dass Pflanzen in ihrem Kampf ums Überleben nicht völlig wehrlos sind. Bei ihren Untersuchungen der weit verbreiteten europäischen Pflanze A. thaliana identifizierten die Forscher die genetische Signatur, die für die Steuerung der Widerstandfähigkeit der Pflanze (d. h. die Fähigkeit zu überleben und sich fortzupflanzen) in unterschiedlichen Klimata zuständig ist. Das von der Arabidopsis weitergegebene Erbgut wird vom Klima beeinflusst; dieses bestimmt letztendlich, wie die Pflanze ihr Überleben und ihre Fortpflanzungsfähigkeit optimiert. Der Gensatz, der für die Widerstandkraft der Pflanze zuständig ist, variiert je nach klimatischen Umständen des Standorts der Pflanze: kalt, warm, trocken, feucht usw. "Dies ist die erste Studie, die die evolutionäre Adaptation der Arabidopsis thaliana auf breiter geographischer Ebene belegt und sie molekular untermauert", erklärt eine der Autorinnen Johanna Schmitt, Leiterin der Environmental Change Initiative der Brown University. "Das Klima ist der Auswahlfaktor." "Es gibt nach wie vor eine evolutionäre Flexibilität, die den Pflanzen dabei hilft, sich in die eine oder die andere Richtung zu entwickeln", so der leitende Autor Alexandre Fournier-Level, Postdoktorant an der Brown University. "Diese Anpassungsfähigkeit gibt uns neue Hoffnung." Dr. Amity Wilczek vom Deep Springs College in den Vereinigten Staaten und eine der Autorinnen der Studie über diese Ergebnisse: "Das Auffinden von über 75.000 Pflanzen in der Natur, vom nördlichen Polarkreis bis zur Mittelmeerküste, war ein wahrhaft gewaltiges Unternehmen. Arabidopsis ist eine Jahrespflanze, insofern konnten wir die komplette Lebensdauer einer einzelnen Pflanze innerhalb eines einzigen Jahres messen. Wir haben Pflanzen aus unterschiedlichen heimischen Klimata gesammelt und einige in vier über ganz Europa verteilten Gärten gezogen. Anschließend haben wir die abgegrasten Pflanzen wieder zur Brown University gebracht und die Früchte dieser Pflanzen in mühseliger Kleinarbeit gezählt. Letztendlich konnten wir so sehr viele und umfangreiche Daten sammeln, die uns Aufschluss darüber liefern, wie eine Pflanze unter unterschiedlichen klimatischen Bedingungen in der Natur überleben kann." Die Entschlüsselung des molekularen Mechanismus, der der Arabidopsis-Pflanze die genetische Flexibilität verleiht, mit der Klimaveränderung fertig zu werden, könnte dazu beitragen, herauszufinden, wie das Klima die Umgestaltung des genetischen Profis anderer Pflanzen auslöst. Experten vom Gregor Mendel Institut der Österreichischen Akademie der Wissenschaften trugen zu dieser Studie bei.Weitere Informationen erhalten Sie unter: Science: http://www.sciencemag.org/ Gregor Mendel Institute: http://www.gmi.oeaw.ac.at/ Brown University: http://www.brown.edu/
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Österreich, Vereinigte Staaten