KIB-Artikel

Ohne Sex zu neuen Arten

Pflanzen können ihr gesamtes Erbgut auf ungeschlechtlichem Weg an einen Partner übertragen.

In der Natur kommt es vor, dass sich zwei unterschiedliche Pflanzenarten miteinander kreuzen. Das ist im Normalfall ein Problem, da die Erbinformation der beiden Eltern nicht zueinander passt. Doch manchmal hilft die Natur mit einem Trick nach. Statt, wie normalerweise üblich, nur jeweils die Hälfte der in Vater und Mutter enthaltenen Erbinformation an die Kinder weiterzugegeben, reichen beide Pflanzen die gesamte Information an die Nachkommen weiter, das heißt die Chromosomensätze werden addiert. So finden die Chromosomen während der Meiose einen passenden Partner, die Pflanzen bleiben fortpflanzungsfähig und eine neue Art ist entstanden. Beispiele für eine solche Allopolyploidie finden wir sowohl bei Wildpflanzen als auch bei Nutzpflanzen wie dem Weizen, dem Raps oder auch der Baumwolle. Die Arbeitsgruppe um Ralph Bock vom Max-Planck-Institut für molekulare Pflanzenphysiologie konnte nun erstmalig nachweisen, dass eine solche Artneubildung auch auf ungeschlechtlichem Wege herbeigeführt werden kann.

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Wildkartoffeln – Resistent gegen Kraut- und Knollenfäule

Wilde Kartoffel und Kulturkartoffel haben auf den ersten Blick nicht viel gemeinsam. Wer nicht weiß, was er vor sich hat, würde die Kartoffelpflanze vielleicht nicht einmal erkennen.

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Nährstoffversorgung von Pflanzen

Wasser und Kohlendioxid aus der Luft, das scheinen die einzigen beiden Stoffe zu sein, die Pflanzen für ihre Ernährung benötigen. Tatsächlich sind aber vor allem Stickstoff, Phosphor und Schwefel von elementarer Bedeutung. Viele Pflanzen „arbeiten“ mit Pilzen oder Bakterien zusammen um genügend Nährstoffe aufnehmen zu können. Man nennt diese Lebensgemeinschaften zum gegenseitigen Nutzen Symbiosen.

Zellwandforschung

Pflanzen haben weder Muskeln noch Knochen und sind trotzdem stabil. Grund dafür ist ihre äußerst belastbare Zellwand, die es zum Beispiel Bäumen ermöglicht hundert Meter in die Höhe zu wachsen. Zellwände bestehen hauptsächlich aus Zellulose und in der steckt eine Menge Energie, die sich zur Herstellung von Biosprit verwenden ließe. Doch die Zellwände sind zäh und lassen sich nicht so leicht abbauen. Wenn das gelänge, ließe sich der Konflikt zwischen Nahrungsmittel- und Energieproduktion entschärfen.

Der Trockenheit trotzen

Seit Jahren ist das Wetter im Frühling zu trocken. Genau während der Zeit, die so wichtig für die Entwicklung der meisten Feldfrüchte ist, gibt es viel zu wenig Niederschlag. Die meisten Feldfrüchte reagieren nicht gut auf langanhaltenden Wassermangel. Die Züchtung von Sorten, die Trockenperioden tolerieren und trotzdem gute Erträge zeigen, wird deshalb immer wichtiger.

Überleben bei Überschwemmung

Wenn man Pflanzen zu stark gießt, tut man ihnen keinen Gefallen. Bei zu viel Wasser im Boden, fehlt es an Sauerstoff. Damit Pflanzen Gegenmaßnahmen einleiten können, müssen sie in der Lage sein den Sauerstoffgehalt in der Umgebung der Wurzeln zu messen. Wie machen sie das?

Arzneimittelproduktion in Pflanzen

Einige Pflanzen haben von Natur aus eine heilende Wirkung, Durch neue Methoden gibt es mittlerweile auch die Möglichkeit, dass Pflanzen gezielt zur Produktion von Impfstoffen oder anderen therapeutisch wirksamen Substanzen eingesetzt werden können

Fotosynthese genau reguliert

Wir Menschen sind auf den Sauerstoff und die energiehaltigen Moleküle, die die Pflanzen für uns produzieren, angewiesen. Forscher wollen deshalb verstehen, wie genau der komplizierte Prozess der Fotosynthese funktioniert und vor allem, wie Pflanzen auf die sich ständig ändernden Lichtverhältnisse reagieren.

Metabolitenprofiling

Metaboliten sind Zwischenprodukte des Stoffwechsels und wie es Zwischenprodukte so an sich haben, sind sie nicht beständig sondern werden immerzu auf-, ab- und umgebaut. Bei der Metaboliten-Analyse werden die Massen der einzelnen Stoffe, die gleichzeitig in einer Zelle vorhanden sind, bestimmt.

Klimawandel macht Pflanzen zu schaffen

Reispflanzen sind warmes Klima gewöhnt, doch die ungewöhnlich stark ansteigenden Nachttemperaturen machen ihnen zu schaffen. Gleichzeitig gibt es bei anderen Getreidesorten und Obstbäumen Ernteausfälle, wenn ein zu milder Winter von plötzlichem Frühjahrsfrost eingeholt wird. Eine der Arbeitsgruppen am Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie beschäftigte sich damit, wie sich Pflanzen gegen die Klimaveränderungen wappnen.