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Mutationen im Pflanzenreich : Vegane Fehlerkultur

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Der Hallimasch oder Honigpilz (Armillaria) wächst bevorzugt auf Wiesen, befällt aber auchlebendes und totes Holz. Bild: Picture-Alliance

Wie wir Menschen besitzen auch Pflanzen und Pilze in einigen „Körperteilen“ ausgereifte Zellapparate, um die Zahl der Mutationen zu minimieren und alt zu werden.

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          Ohne Mutation keine Evolution. Damit sich Arten verändern und neue entstehen können, braucht es genetische Vielfalt. Zu viele Mutationen wirken allerdings fatal. Denn nicht selten erweist sich eine genetische Variante als schädlich oder gar tödlich. Kein Wunder also, dass sich ganz natürlich eine raffinierte molekulare Maschinerie entwickelt hat, die auftretende Fehler im Genom meist umgehend korrigiert. Wenn trotzdem Mutationen an die nächste Generation vererbt werden können, ist es besonders wichtig, ihre Anzahl gering zu halten. Tiere separieren deshalb oft jene Zellen, die später Ei- oder Samenzellen liefern, schon frühzeitig von den übrigen Körperzellen.

          Pflanzen sind genetisch zwar ganz anders organisiert als Tiere, aber auch Wurzeln, Blätter und Blüten weisen unterschiedliche Mutationsraten auf. Das hat eine britisch-chinesische Forschergruppe entdeckt, als sie das Genom sieben verschiedenartiger Gewächse untersuchte, darunter das Erbgut des Zwergpfirsichs (Prunus persica), des Tibetischen Pfirsichs (Prunus mira) und das der Japanischen Pflaume (Prunus mume). Die Wissenschaftler um Long Wang von der Universität in Nanjing und Laurence D. Hurst von der University of Bath isolierten jeweils das Erbgut aus bestimmten Pflanzenteilen, etwa aus Blattproben, die verschiedenen Zweigen entnommen wurden, oder aus verschiedenen Wurzelproben ein und desselben Baums. In jeder einzelnen Probe suchten die Forscher mit Algorithmen nach eindeutig identifizierbaren Mutationen.

          Der Hallimasch breitet sich mit seinen millimeterdicke Pilzfäden, den Rizomorphen, auf verrottendem Holz aus.

          Anhand des Alters der untersuchten Pflanze konnten Wang und seine Kollegen schließlich die jährliche Mutationsrate berechnen. Wie sie in der Online-Zeitschrift „Plos Biology“ berichten, erwies sich die Mutationsrate als umso kleiner, je langlebiger die untersuchte Baumart war. Ein Phänomen, das man auch bei Säugetieren beobachtet. Beim Menschen zum Beispiel ist die Mutationsrate der Körperzellen deutlich geringer als bei Mäusen, die maximal ein Alter von wenigen Jahren erreichen. Betrachtet man unterschiedliche Pflanzenteile desselben Baums, so finden sich in den Blättern signifikant weniger Mutationen als in den Wurzelspitzen. Ganz im Einklang mit dem Umstand, dass die oberirdischen Sprosse nicht nur Laub tragen, sondern auch Blüten und Früchte, aus denen eine neue Generation entstehen kann.

          Das Monster unter den Pilzen

          Bei den rosafarbenen Blättern von Pfirsichblüten, die Insekten zur Bestäubung anlocken, stellten die Forscher allerdings doppelt so viele Mutationen fest wie bei den grünen Blättern. Da Blütenblätter schon nach ein paar Tagen welken, kommt es hier offenbar nicht so sehr darauf an, die Mutationsrate möglichst niedrig zu halten. Weniger gründlich betrieben wird die Korrektur von fehlerhafter DNA auch bei kurzlebigen Gewächsen, zum Beispiel bei der Steifen Zwenke, einem im Mittelmeerraum und Südwestasien heimischen Gras, der Ackerschmalwand, einem Lieblingspflänzchen der Genetiker, und bei der Kulturpflanze Reis. Die jährlichen Mutationsraten dieser Pflanzen erwiesen sich als vierzig- bis hundertmal so hoch wie diejenigen des Tibetischen Pfirsichbaums. Wenn ein solcher Baum ein paar Jahrhunderte alt geworden ist, hat er seinen Nachkommen trotzdem viel mehr Mutationen mitgegeben als eine Pflanze, deren Lebensspanne nur ein paar Monate beträgt. Das bestätigten die Genom-Analysen von Samen.

          Nelken-Schwindling (Marasmius oreades) ernährt sich von Humus, bildet aber keine Rhizomorphen aus.

          Auch manche Pilze erreichen ein hohes Alter. Diese Organismen – von Systematikern gewöhnlich dem Pflanzenreich zugerechnet, aber eher mit den Tieren verwandt – wachsen als hauchdünne, reich verzweigte Pilzfäden häufig im Verborgenen. Ans Tageslicht kommen – zur Freude von Pilzsammlern und -essern – meist nur die Fruchtkörper.

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