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'Fix Me Another Marguerite!'

23.06.2017

Margeriten als Beispiel für Fortschritte bei der objektiven Charakterisierung von Pflanzenarten

Biodiversität – die Vielfalt belebter Formen der Erde – ihr Schutz und ihre Bedrohung, seit Jahrzehnten in aller Munde, setzt das Erkennen und Kennen der zugrundeliegenden Einheiten, von Pflanzen-, Tier-, Pilz- und Mikroorganismen-Arten voraus. Die Systematische Biologie, und hier insbesondere der Wissenschaftszweig der Taxonomie, versucht seit Jahrhunderten – zurückgehend auf den schwedischen Biologen Carl von Linné – diese Vielfalt zu erkennen und zu ordnen.


Eine Margerite in einer Margarita. Die heimischen Wiesenmargeriten sind nur eine der rund 42 Arten der Gattung „Leucanthemum“, die vor allem in Südeuropa eine große Diversität entfaltet hat.

A. Ueckert – zur ausschließlichen Verwendung im Rahmen dieser Pressemitteilung.

Dabei hat die Katalogisierung der zusammen mit uns die Erde bewohnenden Organismen mit einigen Schwierigkeiten zu kämpfen. Zum einen sterben durch Eingriffe des Menschen in den Naturhaushalt viele Arten unwiederbringlich aus, bevor sie überhaupt wissenschaftlich untersucht und erkannt wurden, zum anderen wurden die biologischen Systematiker vielerorts bereits selbst zur „bedrohten Art“, da dieser Wissenschaftszweig als vermeintlich antiquiert einer adäquaten Forschungsförderung entbehrt.

Ein weiteres Problem ist hausgemacht: Trotz vielfältiger Anstrengungen ist des den biologischen Systematikern bisher nicht gelungen, objektive Kriterien für die Abgrenzung von Arten als fundamentale taxonomische Einheit zu erarbeiten, die gleichermaßen auf alle Organismengruppen anwendbar sind. In den vergangenen Jahren hat das Einbeziehen molekularer Daten in taxonomische Studien jedoch dazu geführt, die Anstrengungen hinsichtlich einer schnellen und objektiven Artabgrenzung erfolgreicher zu machen.

Bei Pflanzen tritt jedoch ein evolutionsbiologischer Prozess auf, der sich als Sand im Getriebe dieser Anstrengungen entpuppt: Trotz großer morphologischer oder ökologischer Unterschiede können sich klar voneinander abgegrenzte Arten miteinander kreuzen und fertile Nachkommen hervorbringen. Das Auftreten dieser Hybride kann im ungünstigsten Fall dazu führen, dass die beteiligten Pflanzenarten in sogenannten Hybridschwärmen miteinander verschmelzen und damit aufhören, als evolutionär unabhängige Linien zu existieren.

Wie in einer Pflanzengruppe trotz des Auftretens von Hybridindividuen eine objektive taxonomische Bewertung von Artgrenzen erfolgen kann, haben nun Mitarbeiter der Professur für Evolution und Systematik der Pflanzen an der Universität Regensburg und des Botanischen Gartens und Botanischen Museums Berlin-Dahlem dargestellt. Der Titel der Veröffentlichung „Fix Me Another Marguerite!“, die kürzlich in der renommierten Fachzeitschrift „Molecular Ecology“ erschienen ist, verbindet in einem Wortspiel die untersuchte Pflanzengruppe (Margeriten) und die taxonomische Tätigkeit des Definierens und Fixierens von Arten als grundlegende biologische Einheiten.

Margeriten der Gattung „Leucanthemum“ sind allgemein bekannt aus Parks, von Wiesen oder dem heimischen Zierpflanzengarten. Wird man aufgefordert, eine Blütenpflanze zu zeichnen, so wird daraus meist die Darstellung einer Margerite. So vertraut sind uns diese Vertreter der Korbblütengewächse mit ihren gelben Röhren- und den umgebenden, weißen Strahlblüten!

Aber auch in der botanischen Evolutionsforschung spielen Margeriten eine besondere Rolle: Neben den vier heimischen Arten existieren noch weitere 38 Arten im südlichen Europa, insbesondere auf der Iberischen, der Apennin- und der Balkanhalbinsel, und vielfach geht in dieser Pflanzengruppe die Entstehung einer neuen Art mit der Verdopplung des Chromosomensatzes einher; insbesondere dann, wenn sich vorher zwei Arten mit niedriger Chromosomenzahl miteinander gekreuzt haben.

Hybridisierung zwischen Pflanzenarten ist daher nicht nur ein destruktiver Prozess, der dazu führt, dass Pflanzenarten miteinander verschmelzen und Diversität damit verloren geht; auch bei der Entstehung neuer Arten spielt die Kombination von Genomen zweier Ausgangsarten eine wichtige Rolle. Auch in vielen anderen Pflanzengruppen tritt Hybridisierung als häufiger evolutionärer Prozess auf. Es ist daher wichtig, Methoden zu finden, die es erlauben, Artgrenzen objektiv zu charakterisieren, auch wenn Hybridbildung einer klaren Abgrenzung zwischen zwei Arten entgegenarbeitet.

Florian Wagner, Sabine Härtl und Prof. Dr. Christoph Oberprieler von der Universität Regensburg konnten nun zusammen mit ihrem Kollegen Dr. Robert Vogt von der Freien Universität Berlin ein auf molekulargenetischen Sequenz- und Fingerprint-Daten basierendes statistisches Verfahren entwickeln, das die Charakterisierung von Pflanzenarten trotz Genfluss zwischen diesen Einheiten beträchtlich objektiviert und beschleunigt. Das Verfahren harrt nun seiner Überprüfung und Anwendung in anderen Gruppen der Blütenpflanzen, in denen Hybridisierung ein verbreitetes Phänomen ist.

Publikation:
F. Wagner, S. Härtl, R. Vogt, Ch. Oberprieler. 2017. ‘Fix Me Another Marguerite!’: Species delimitation in a group of intensively hybridising lineages of ox-eye daisies (Leucanthemum Mill., Compositae-Anthemideae). Molecular Ecology DOI: 10.1111/mec.14180
Im Internet unter: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/mec.14180/full

Ansprechpartner für Medienvertreter:

Prof. Dr. Christoph Oberprieler
Professur für Evolution und Systematik der Pflanzen
Universität Regensburg
Tel.: 0941 943-3129
E-Mail: christoph.oberprieler@ur.de

Weitere Informationen:

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/mec.14180/full

Petra Riedl | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-regensburg.de/

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