Wie sich Pflanzen mit Fusion durch die Evolution boxten

Manche Pflanzenarten sind aus der Verschmelzung von zwei Spezies entstanden und haben dabei einen doppelten Erbgutsatz erhalten. Zürcher Forschende berichten, dass das durchaus Vorteile hat: Es erklärt den Erfolg eines Blümchens.

Vor 65'000 bis 145'000 Jahren verschmolzen zwei Pflanzenarten und bildeten eine dritte, neue Spezies, die Schaumkresse Arabidopsis kamchatica. Dabei erhielt die Schaumkresse jeweils das Erbgut von ihren «Eltern», besitzt also ein doppeltes Genom. Unnötiger Ballast, könnte man meinen. Aber dem ist überhaupt nicht so, wie Forschende der Universität Zürich im Fachblatt «Nature Communications» berichten.

Bereits vor 50 Jahren stellten Evolutionsbiologen die Theorie auf, dass solche bei Pflanzen nicht unüblichen Genomverdopplungen die Evolution neuer Arten vorantreiben. Allerdings liess sich das schwer beweisen, denn die Verdopplung der Erbgutmenge machte es äusserst schwierig, diese Genome zu entschlüsseln und analysieren.

Am Beispiel der Schaumkresse ist dies den Forschenden um Timothy Paape und Kentaro Shimizu nun gelungen. Möglich war dies, weil das Genom dieser Pflanze im Vergleich zu anderen mit verdoppeltem Erbgut noch relativ klein ist. Dafür ist es aber sehr komplex. Die Forschenden mussten daher modernste Sequenzier- und Analysemethoden einsetzen, wie die Uni Zürich am Dienstag mitteilte.

Durch die grosse Menge an genetischer Information sei die Pflanze besser gerüstet, um sich an veränderte Umweltbedingungen anzupassen, hiess es weiter. «Die doppelt oder mehrfach vorhandenen Genkopien erlauben es der Pflanze, vorteilhafte Mutationen zu übernehmen und gleichzeitig eine ursprüngliche Kopie wichtiger Gene beizubehalten», erklärte Paape gemäss der Mitteilung.

Dies scheint ein gutes Erfolgsrezept zu sein, denn die Schaumkresse konnte sich weit verbreiten: A. kamchatica findet sich von Korea über Taiwan, Japan und Fernost-Russland bis in Alaska und Kanada.