Stressreaktion Pflanzen vererben Erinnerungen

Werden die Umweltbedingungen widrig, beschleunigt die Ackerschmalwand die Veränderung ihres Erbguts. Spuren dieser Stressreaktion fanden Forscher jetzt auch bei den Nachfahren: Die Pflanzen reichen ihre Erinnerungen auf diese Art über die Generationen weiter.


Ultraviolette Strahlung oder bakterielle Eiweiße, die Schädlingsbefall vortäuschen - für Pflanzen bedeutet das Stress. Im Labor der Universität Basel war das Ungemach beabsichtigt und sollte die Testpflanzen gehörig unter Druck setzen. Das gelang auch: Um sich der Stresssituation besser anzupassen, erhöhte das Kohlgewächs Ackerschmalwand die Geschwindigkeit, mit der sich seine Gene verändern.

Ackerschmalwand: Modellorganismus unter Stress
Foto: University of Minnesota / Marks Lab

Ackerschmalwand: Modellorganismus unter Stress

Das allein fanden die Forscher noch nicht spektakulär. Dass die Ackerschmalwand diese höhere Mutationsrate aber auch an ihre Nachkommen weitergibt, war indes eine echte Überraschung: Negative Erfahrungen der Eltern führen noch im Erbgut der Nachfahren zu messbaren Veränderungen. Das berichten Wissenschaftler der Universität Basel um Barbara Hohn online vorab im Wissenschaftsmagazin "Nature". Auf diese Weise würden die Pflanzen ihre Chance verbessern, sich schneller an neue Umweltfaktoren anzupassen, schreiben die Forscher.

Die erhöhte Mutationsrate ist demnach bis in die vierte Nachfolgegeneration der Pflanzen nachweisbar, obwohl die Nachkommen den Stressreizen ihrer Ahnen gar nicht mehr ausgesetzt waren. Die Forscher erklären die häufigeren genetischen Variationen mit epigenetischen Effekten. Dabei bleibt die Abfolge der genetischen Bausteine zwar erhalten, jedoch verändert sich die Aktivität der einzelnen Gene.

Da Pflanzen - anders als Tiere - ihren Standort nicht wechseln können, zählt eine möglichst passende Reaktion auf die lokalen Bedingungen zu den wichtigsten Überlebensstrategien. Mit ihren Tests an der Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) haben die Forscher auf den gängigsten Modellorganismus für Pflanzenbiologen zurückgegriffen. Das unscheinbare Gewächs war eine der ersten Pflanzen, deren Genom vollständig entschlüsselt war. Für Botaniker ist die Ackerschmalwand ähnlich bedeutend wie die Fruchtfliege Drosophila für Zoologen. Ergebnisse aus Arabidopsis-Experimenten lassen sich auch auf andere Pflanzenarten übertragen.

stx/ddp



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