Genanalyse der Kartoffel Knolle Geschichte

Kaum eine Pflanze hat Europa so beeinflusst wie die Kartoffel. Nun haben Forscher ihre Historie bis ins Detail ergründet. Sie können zeigen, welche Probleme der Anbau in Europa zunächst machte.

Bei der Kartoffelernte (im Kosovo, Archivbild)
REUTERS / Hazir Reka

Bei der Kartoffelernte (im Kosovo, Archivbild)


Anhand von Genanalysen haben Forscher die Geschichte der Kartoffel in Europa rekonstruiert. Die ersten Kartoffeln, die in Europa angepflanzt wurden, stammten demnach noch aus dem Ursprungsgebiet in den Anden nahe dem Äquator. Ab dem späten 18. Jahrhundert wurden dann chilenische Sorten eingekreuzt und im 20. Jahrhundert wildwachsende Kartoffelarten. Das berichtet eine Forschergruppe um Hernán Burbano vom Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie in Tübingen im Fachmagazin "Nature Ecology & Evolution" nach der Analyse von Erbgut aus 88 historischen und modernen Kartoffelpflanzen.

Die Kartoffel (Solanum tuberosum) wurde im 16. Jahrhundert aus Südamerika eingeführt. Die ersten Belege für die Pflanze auf dem europäischen Festland stammen den Forschern zufolge aus dem späten 16. Jahrhundert in Spanien. Bekannt war bereits, dass die aus Äquatornähe stammenden Pflanzen in den hiesigen gemäßigten Breiten einen langen Anpassungsprozess durchliefen. Um den zu rekonstruieren, analysierten die Forscher neben modernen Züchtungen aus Südamerika und Europa 29 Genome von Kartoffelpflanzen aus historischen Pflanzensammlungen. Darunter waren auch Pflanzen, die Charles Darwin von seiner Reise mit dem Schiff "Beagle" mitbrachte. Die historischen Proben umfassen den Zeitraum 1660 bis 1896.

Die Forscher konzentrierten sich auf die Gene für Chloroplasten, die Photosynthese betreibenden Zellorganellen, sowie auf jene Gene, die bei modernen Kulturpflanzen gegenüber Wildpflanzen verändert sind. Auch Gene, die an der Anpassung an die längeren Tage im europäischen Sommer beteiligt sind, standen im Fokus.

Denn im Ursprungsgebiet in den äquatornahen Anden sind Tage und Nächte ähnlich lang, während es in Europa zur Sommersonnenwende mehr als 16 Stunden hell ist. Das beeinflusst den Erntezeitpunkt. Bei Anden-Kartoffeln, so schreiben die Forscher, würde in Europa die Knollenbildung nur in den kurzen Spätherbsttagen erfolgen - gefolgt von Frosttemperaturen, die die Pflanzen töten, bevor eine angemessene Lagerung der Nährstoffe in den Knollen erreicht würde.

Für die Züchtung moderner, ertragreicher Kartoffelsorten musste man die Pflanzen also an die hiesigen Tageslängen und Temperaturen anpassen. In diesem Zusammenhang untersuchten Burbano und Kollegen Varianten eines Gens namens CDF1, das mit der Anpassung an längere Tage in Verbindung steht. Die angepasste Variante fanden die Forscher ab 1810, was zeitlich etwa zusammenfällt mit dem Einkreuzen chilenischer Sorten in europäische Kartoffelpflanzen.

Ältere Kartoffelbestände wieder eingeführt

Allerdings konnten die Wissenschaftler die Genvariante in drei historischen chilenischen Pflanzen nicht finden. Sie folgern daraus, dass die Genvariante durch Mutation in Europa entstand. Wegen der kleinen Probenzahl der historischen Pflanzen aus Chile können die Biologen das Entstehen dieser Genvariante in Chile jedoch nicht ausschließen.

Die moderne europäische Kartoffel entstand demnach ab dem Ende des 18. Jahrhunderts durch Züchtung unter Verwendung chilenischer Sorten. Der Anteil von Genen, die von den ursprünglichen Andenkartoffeln stammen, nahm kontinuierlich ab. In der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts hingegen stieg dieser Anteil wieder an. "Diese Verschiebung der Herkunft lässt darauf schließen, dass die Landwirte zu dieser Zeit möglicherweise ältere Kartoffelbestände wieder eingeführt haben, um die Hungersnot zu überwinden, die durch den Verlust von für Krankheitserreger anfälligen Pflanzen verursacht wurde." In Irland kam bei der großen Hungersnot 1845 bis 1849 infolge von Ernteverlusten durch Kartoffelfäule schätzungsweise eine Million Menschen ums Leben.

In Zuchtprogrammen des 20. Jahrhunderts wurden manche Wildarten als Kreuzungspartner verwendet, um die Pflanzen widerstandsfähiger gegen Krankheiten zu machen. Umgekehrt hatten europäische Zuchtkartoffeln wiederum genetischen Einfluss auf südamerikanische Kulturpflanzen: Alle zeitgenössischen chilenischen Kartoffelproben sind den modernen Kartoffeln in Europa sehr ähnlich, unterscheiden sich jedoch stark von den historischen chilenischen Proben aus dem 19. Jahrhundert. Die Forscher gehen deshalb davon aus, dass in Europa gezüchtete Sorten später in Chile eingeführt wurden.

Im Video: Wie man Kartoffeln richtig isst

SPIEGEL TV

Stefan Parsch, dpa/chs



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