Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie die Orchidee zu ihrer Lippe kam

18.02.2008
Genetiker der Universität Jena klären Mechanismus für die Entstehung von Biodiversität auf

Sie gelten als die Diven unter den Blütenpflanzen, faszinieren sie doch durch extravagante Blütenformen und leuchtende Farbenpracht - die Orchideen. Obwohl es außerordentlich vielfältige Formen gibt, haben alle Orchideen-Arten eines gemeinsam: "Im Unterschied zu den Blüten relativ naher Verwandter wie Lilien oder Tulpen besitzen Orchideenblüten nur eine einzige Symmetrie-Ebene", erläutert Prof. Dr. Günter Theißen von der Friedrich-Schiller-Universität Jena. "Diese Spiegelsymmetrie trägt entscheidend zum charakteristischen Aussehen der Orchideenblüte bei", macht der Inhaber des Lehrstuhls für Genetik deutlich.

Theißen und seine Mitarbeiterin Dr. Mariana Mondragón-Palomino haben jetzt eine entscheidende Teilantwort auf die Frage gefunden, wie die Orchideen zu ihren spiegelsymmetrischen Blüten gekommen sind. In der aktuellen Ausgabe des Fachjournals "Trends in Plant Science" veröffentlichen die Genetiker der Jenaer Universität eine durch molekulargenetische Daten begründete Hypothese, wie das "Orchideen-Prinzip" in der Evolution entstanden sein könnte.

Anders als Tulpen oder Lilien, die sechs identische Blütenkronenblätter haben, besitzen Orchideen unterschiedlich aussehende Blütenblätter. "Neben drei 'Kelchblättern' verfügen sie über zwei ,Kronblätter' und eine ,Lippe'", so Mondragón-Palomino. Die aus Mexiko stammende Mitarbeiterin forscht seit 2006 im Rahmen eines von der VolkswagenStiftung geförderten Projekts in Theißens Labor und untersucht die Blütenentwicklung von Orchideen molekulargenetisch.

... mehr zu:
»Gen »Genetik

Die morphologischen Unterschiede der Blütenorgane der Orchideen haben ihren Ursprung auf genetischer Ebene. Während bei nahen Verwandten der Orchideen ein Gen, welches die Entwicklung aller sechs Blütenkronenblätter kontrolliert, in einer einfachen Kopie vorliegt, bestimmen das Aussehen der Orchideenblütenorgane vier verschiedene Kontrollgene dieses Typs. So sind zur Entwicklung der Kelchblätter zwei Kontrollgene angeschaltet, bei den Kronblättern drei und zur Ausbildung der Lippe sind alle vier "Genschalter" aktiv. "Dieses Prinzip konnten wir bei einer Reihe sehr unterschiedlicher Orchideenarten nachweisen, so dass es sich sehr wahrscheinlich um ein allgemeines Prinzip handelt", so Prof. Theißen. Auch wie die Orchideen-spezifischen Kontrollgene im Laufe der Evolution entstanden sind, haben die Genetiker der Jenaer Uni herausgefunden. "Diese haben sich bei den Orchideen zwei Mal verdoppelt", erläutert Theißen. Anschließend spezialisierten sich die ehemals identischen Gene und übernahmen neue Funktionen.

Dieses Prinzip der Gen-Verdopplung und anschließenden Spezialisierung ist jedoch nicht nur bei Orchideen zu finden. "Vielmehr handelt es sich dabei um ein weit verbreitetes Prinzip, nach dem evolutionäre Neuheiten - und in der Folge - Biodiversität und Artenreichtum entstehen können", macht Prof. Theißen deutlich. Die Orchideen hat diese Strategie - mit möglicherweise weit über 30.000 Arten - zu einer überaus erfolgreichen Gruppe von Pflanzen werden lassen.

Als nächstes wollen die Jenaer Genetiker prüfen, ob ihre Hypothese sich auch bei besonders ursprünglichen Orchideen bewährt, die noch nicht untersucht werden konnten, weil sie sehr selten und schwer zu beschaffen sind. Bislang beruht die Hypothese auf Genexpressionsstudien; die Forscher wollen daher möglichst bald auch die Funktion der duplizierten Gene anhand erblich veränderter ('mutanter') Phänotypen studieren. Entsprechende Studien sind in Orchideen aber aus technischen Gründen recht langwierig. Darüber hinaus interessiert die Forscher, ob sich das Prinzip auch in anderen Pflanzen finden lässt. "Wir wissen, dass auch andere Blütenpflanzen Lippen ausgebildet haben", so Theißen. "Es wird interessant sein zu sehen, ob auch bei diesen Gen-Verdopplungen zu ihrer Entstehung beigetragen haben."

Kontakt:
Prof. Dr. Günter Theißen
Lehrstuhl für Genetik der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Philosophenweg 12, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 949550, 03641 / 949300
E-Mail: guenter.theissen[at]uni-jena.de

Dr. Ute Schönfelder | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-jena.de

Weitere Berichte zu: Gen Genetik

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht In Hochleistungs-Mais sind mehr Gene aktiv
19.01.2018 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

nachricht Warum es für Pflanzen gut sein kann auf Sex zu verzichten
19.01.2018 | Universität Wien

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Maschinelles Lernen im Quantenlabor

Auf dem Weg zum intelligenten Labor präsentieren Physiker der Universitäten Innsbruck und Wien ein lernfähiges Programm, das eigenständig Quantenexperimente entwirft. In ersten Versuchen hat das System selbständig experimentelle Techniken (wieder)entdeckt, die heute in modernen quantenoptischen Labors Standard sind. Dies zeigt, dass Maschinen in Zukunft auch eine kreativ unterstützende Rolle in der Forschung einnehmen könnten.

In unseren Taschen stecken Smartphones, auf den Straßen fahren intelligente Autos, Experimente im Forschungslabor aber werden immer noch ausschließlich von...

Im Focus: Artificial agent designs quantum experiments

On the way to an intelligent laboratory, physicists from Innsbruck and Vienna present an artificial agent that autonomously designs quantum experiments. In initial experiments, the system has independently (re)discovered experimental techniques that are nowadays standard in modern quantum optical laboratories. This shows how machines could play a more creative role in research in the future.

We carry smartphones in our pockets, the streets are dotted with semi-autonomous cars, but in the research laboratory experiments are still being designed by...

Im Focus: Fliegen wird smarter – Kommunikationssystem LYRA im Lufthansa FlyingLab

• Prototypen-Test im Lufthansa FlyingLab
• LYRA Connect ist eine von drei ausgewählten Innovationen
• Bessere Kommunikation zwischen Kabinencrew und Passagieren

Die Zukunft des Fliegens beginnt jetzt: Mehrere Monate haben die Finalisten des Mode- und Technologiewettbewerbs „Telekom Fashion Fusion & Lufthansa FlyingLab“...

Im Focus: Ein Atom dünn: Physiker messen erstmals mechanische Eigenschaften zweidimensionaler Materialien

Die dünnsten heute herstellbaren Materialien haben eine Dicke von einem Atom. Sie zeigen völlig neue Eigenschaften und sind zweidimensional – bisher bekannte Materialien sind dreidimensional aufgebaut. Um sie herstellen und handhaben zu können, liegen sie bislang als Film auf dreidimensionalen Materialien auf. Erstmals ist es Physikern der Universität des Saarlandes um Uwe Hartmann jetzt mit Forschern vom Leibniz-Institut für Neue Materialien gelungen, die mechanischen Eigenschaften von freitragenden Membranen atomar dünner Materialien zu charakterisieren. Die Messungen erfolgten mit dem Rastertunnelmikroskop an Graphen. Ihre Ergebnisse veröffentlichen die Forscher im Fachmagazin Nanoscale.

Zweidimensionale Materialien sind erst seit wenigen Jahren bekannt. Die Wissenschaftler André Geim und Konstantin Novoselov erhielten im Jahr 2010 den...

Im Focus: Forscher entschlüsseln zentrales Reaktionsprinzip von Metalloenzymen

Sogenannte vorverspannte Zustände beschleunigen auch photochemische Reaktionen

Was ermöglicht den schnellen Transfer von Elektronen, beispielsweise in der Photosynthese? Ein interdisziplinäres Forscherteam hat die Funktionsweise wichtiger...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Kongress Meditation und Wissenschaft

19.01.2018 | Veranstaltungen

LED Produktentwicklung – Leuchten mit aktuellem Wissen

18.01.2018 | Veranstaltungen

6. Technologie- und Anwendungsdialog am 18. Januar 2018 an der TH Wildau: „Intelligente Logistik“

18.01.2018 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rittal vereinbart mit dem Betriebsrat von RWG Sozialplan - Zukunftsorientierter Dialog führt zur Einigkeit

19.01.2018 | Unternehmensmeldung

Open Science auf offener See

19.01.2018 | Geowissenschaften

Original bleibt Original - Neues Produktschutzverfahren für KFZ-Kennzeichenschilder

19.01.2018 | Informationstechnologie