Evolution im Zeitraffer: Blumen verlieren Schutzschild gegen Insekten

Wenn Pflanzen ihre Abwehr gegen gefräßige Insekten nicht mehr brauchen, bauen sie diese einfach ab. Forscher haben jetzt gezeigt, dass die Veränderung schon innerhalb von nur drei Generationen passiert - Evolution zum Zuschauen.

Motte auf einer Nachtkerzenblüte: Nicht immer funktioniert die Abwehr der Pflanze Zur Großansicht
Marc Johnson

Motte auf einer Nachtkerzenblüte: Nicht immer funktioniert die Abwehr der Pflanze

Nachtkerzen schmecken pflanzenfressenden Motten besonders gut. Deshalb haben die Blumen Strategien entwickelt, um sich vor den Feinden zu schützen: Sie produzieren chemische Stoffe, mit denen sie die Insekten abschrecken, und blühen erst spät im Jahr, wenn sich die hungrigen Larven schon an anderen Pflanzen satt gegessen haben.

Nun testeten Wissenschaftler, was passiert, wenn man den Nachtkerzen den Stress nimmt, sich ständig gegen gefräßige Insekten wehren zu müssen. Sie behandelten die Umgebung mit Insektiziden, um die Blumen vor Übergriffen zu schützen. Sobald die Pflanzen ihre Abwehrmechanismen nicht mehr brauchten, bauten sie diese ab. So verloren die Pflanzen ihre Fähigkeit, sich selbst zu verteidigen, und zwar innerhalb von nur drei bis vier Generationen, wie die Forscher in der aktuellen Ausgabe des Fachblatts "Science" schreiben. Die Pflanzen der nächsten Generationen blühten wieder früher im Jahr und produzierten weniger chemische Abwehrstoffe.

Die Abwehrmechanismen verschwanden offenbar durch natürliche Selektion, die Pflanzen mit weniger stark ausgeprägten Verteidigungsfähigkeiten setzten sich in der geschützten Umgebung erfolgreich durch. Anurag Agrawal, Leiter der Studie und Professor für evolutionäre Biologie an der Cornell University, sagte, er sei "sehr überrascht" gewesen, wie schnell dieser Vorgang ablief. "Experimente, die evolutionäre Veränderungen in Echtzeit verfolgen, beweisen die Evolution eindeutig", sagte Agrawal.

Die meisten ähnlichen Studien hätten bisher an Bakterien in Petrischalen stattgefunden. Sie hingegen konnten ihres in der Natur durchführen, sagten die Forscher. Sie wollen das Versuchsfeld nun als "lebendes Labor" langfristig beibehalten.

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1. Das ist erschreckend ...
S.Vazaha 05.10.2012
weil die Abwehrstrategie so schnell verloren geht. Wenn die Insekten zurückkommen, kann sich die Evolution nicht mehr an die schützenden Chemikalien "erinnern" und dann dauert es wahrscheinlich Jahrhunderte, bis sich der Abwehrmechanismus neu entwickelt.
2.
agua 05.10.2012
Mir faellt dazu die Produktion von Giften bei Akazien ein.Wenn ein Baum sehr angefressen wird, beginnt er Giftstoffe zu produzieren und gibt diese Information an die benachbarten Baeume weiter.Dies wurde entdeckt, als in einem eingezaeunten Wildpark,Tiere, die sich von den Blaettern dieser Baeume ernaehren,krank wurden und sogar starben.Da das Gebiet begrenzt war, hatten alle Baeume diese Stoffe produziert.Ich persoenlich halte es fuer bedenklich ,wenn der Mensch in diese natuerlichen Schutzmechanismen der Natur eingreift.
3. Keine echte Evolution
raumbefeuchter 05.10.2012
Das Genmaterial dafür geht vermutlich nicht verloren, sondern wird nur inaktiv. Die Selektion mag es wieder zum Vorschein bringen.
4. Use it or loose it!
Mustermann 05.10.2012
Zitat von sysopWenn Pflanzen ihre Abwehr gegen gefräßige Insekten nicht mehr brauchen, bauen sie diese einfach ab. Forscher haben jetzt gezeigt, dass die Veränderung schon innerhalb von nur drei Generationen passiert - Evolution zum Zuschauen. Durch Evolution verlieren Nachtkerzen ihr Schutzschild gegen Insekten - SPIEGEL ONLINE (http://www.spiegel.de/wissenschaft/natur/durch-evolution-verlieren-nachtkerzen-ihr-schutzschild-gegen-insekten-a-859626.html)
Die Abwehrmechanismen verschwanden offenbar durch natürliche Selektion, die Pflanzen mit weniger stark ausgeprägten Verteidigungsfähigkeiten setzten sich in der geschützten Umgebung erfolgreich durch. Möglicherweise ist die Entwicklung von Abwehrmechanismen mit 'Kosten' verbunden oder die Exemplare mit Abwehrmechanismen sind nicht so fruchtbar.
5.
R4mbo 05.10.2012
Zitat von S.Vazahaweil die Abwehrstrategie so schnell verloren geht. Wenn die Insekten zurückkommen, kann sich die Evolution nicht mehr an die schützenden Chemikalien "erinnern" und dann dauert es wahrscheinlich Jahrhunderte, bis sich der Abwehrmechanismus neu entwickelt.
Hmm... hab ich mir auch schon überlegt, aber... dazu müsste geklärt werden ob bestimmte Lebensformen zu bestimmten Mutationen tendieren.... Vielleicht ist es für die Nachtkerze im Zuge der Evolution in wenigen Schritten möglich eine Resistenz gegen bestimmte Insekten zu bilden, eine Entwicklung hin zu einem blauen Leuchten der Pflanze könnte aber wesentlich mehr Mutationen / Schritte benötigen.... die müssten den Versuch nochmal umkehren und danach nochmal mit anderen Tieren/Insekten durchführen.
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Evolution
Die Veränderung des Erbguts und damit des Phänotyps von Individuen von Generation zu Generation.
Population
Eine Gruppe von Organismen einer Art oder auch verschiedener Arten (Mischpopulation) an einer bestimmten Örtlichkeit.
Phänotyp
Das Erscheinungsbild eines Individuums ist die Gesamtheit der durch die Erbanlagen (Genotyp) und die Einflüsse der Umwelt sich ausprägenden Merkmale eines Lebewesens.
genetische Variabilität
Die einzelnen Individuen einer Art besitzen genetische Unterschiede.
natürliche Selektion
Das Erbgut von Individuen einer Art wird nicht mit gleicher Wahrscheinlichkeit weiter gegeben. Manche Individuen einer Population vermehren sich stärker als andere - je nachdem wie überlebenstüchtig sie in einer bestimmten Umwelt sind. Selektionsfaktoren der Umwelt üben eine natürliche Selektion aus.
sexuelle Selektion
Ein Individuum bevorzugt bei seiner Partnerwahl bestimmte Merkmale. Dadurch haben nicht alle potentiellen Sexualpartner die gleichen Chancen zur Fortpflanzung, es findet somit eine Selektion statt. Die Erbanlagen, die die Merkmale hervorbringen, die f?r die Partnerwahl entscheidend waren, werden dadurch weiter gegeben.
künstliche Selektion
Vom Mensch gewünschte Eigenschaften werden durch Selektion und Zucht einzelner Individuen gezielt vermehrt.
genetische Drift
Auch Gendrift genannt. Vorgang bei der Evolution, der zu einer Veränderung im Genbestand kleiner Teilpopulationen gegenüber der Ausgangspopulation führt. Je kleiner eine Population ist, umso leichter kann der Zufall eine vom allgemeinen Durchschnitt abweichende Kombination von Genen zusammenführen. Gelangen beispielsweise nur wenige Individuen einer Art in ein isoliertes Gebiet (Insel, abgeschnittenes Gebirgstal), so können sich nun von ihrem Selektionswert unabhängige Mutationen aufgrund des Zufalls durchsetzen oder verlorengehen. Dies kann zu Formen führen, die in einzelnen Merkmalen nicht angepasst sind (beispielsweise auffällige Färbung, die sie als Beutetiere mehr gefährdet). Der Wirkungsgrad der Gendrift kann durch die mathematische Statistik erfasst werden.