Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Geschlechtertrennung als Folge der Eiszeiten: Forscher klären Evolution von Pflanzen in Neuseeland

09.10.2014

In Neuseeland haben mehrere Pflanzenarten aufgrund der klimatischen Bedingungen des Eiszeitalters eine Form der Geschlechtertrennung ausgebildet. Dies haben jetzt Forscher der Universität Regensburg in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern in Christchurch (Neuseeland) nachgewiesen.

Das internationale Forscherteam untersuchte die Entwicklungsgeschichte der südpazifischen Pflanzengattung Leptinella (Fiederpolster). Die Ergebnisse der Wissenschaftler sind vor kurzem in der Fachzeitschrift „Taxon“ erschienen (DOI: http://dx.doi.org/10.12705/634.19).


Leptinella dendyi bevorzugt Schotterstandorte in den Bergen der Südinsel Neuseelands und gehört zu den zwittrigen Ausgangsarten des Fiederpolster-Polyploidkomplexes.

Foto: Dr. Sven Himmelreich – Zur ausschließlichen Verwendung im Rahmen der Berichterstattung zu dieser Pressemitteilung

Nur etwa 6 % der 250.000 bekannten Blütenpflanzen-Arten leisten sich den Luxus der Getrenntgeschlechtlichkeit (Diözie); also das bei Wirbeltieren fast ausnahmslos auftretende Phänomen weiblicher und männlicher Individuen.

Alle anderen Blütenpflanzen-Arten sind Zwitter mit Fortpflanzungsorganen beider Geschlechter entweder in einer einzelnen Blüte oder zumindest an einer Einzelpflanze. Bei einzelnen Pflanzengruppen oder auch in bestimmten Regionen der Erde kann man aber eine erhöhte Häufigkeit der Getrenntgeschlechtlichkeit beobachten. So zeichnet sich die neuseeländische Flora durch das Auftreten von 12-13 % und die Flora des Hawaii-Archipels durch das Vorkommen von mehr als 14 % diözischer Blütenpflanzenarten aus.

Vor diesem Hintergrund ist eine Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Christoph Oberprieler vom Institut für Botanik der Universität Regensburg gemeinsam mit Forschern in Christchurch (Neuseeland) der Entwicklungsgeschichte der südpazifischen Gattung Leptinella (Fiederpolster) nachgegangen.

Die Gattung Leptinella umfasst 34 Arten und kommt in Australien, Neuguinea, Neuseeland, Südamerika und den subantarktischen Inseln vor, wobei Neuseeland mit seinen 21 Arten das Zentrum dieser mit der Kamillenpflanze verwandten Korbblütengewächse darstellt. Bei acht neuseeländischen Arten tritt Getrenntgeschlechtlichkeit auf.

Den Wissenschaftlern gelang es nun, die Entstehung von Getrenntgeschlechtlichkeit in dieser Pflanzengruppe zu rekonstruieren. In einem ersten Schritt sammelte Dr. Sven Himmelreich aus der Arbeitsgruppe von Prof. Oberprieler im Rahmen seiner Doktorarbeit alle neuseeländischen Leptinella-Arten vor Ort. Mit Hilfe molekulargenetischer Methoden deckte er die Verwandtschaftsverhältnisse zwischen den einzelnen Arten auf. So lassen sich die neuseeländischen Fiederpolster-Arten in drei Evolutionslinien unterteilen.

Eine Artengruppe weist lediglich einen Chromosomensatz mit einer relativ niedrigen Chromosomenzahl auf. Bei den beiden anderen Gruppen ist es durch wiederholte Kreuzungsereignisse zu einer Verdoppelung der Chromosomensätze (Polyploidisierung) und zu einer Vergrößerung der Chromosomenanzahl mit bis zu 312 Chromosomen pro Zellkern gekommen. Getrenntgeschlechtlichkeit tritt dabei nur in einer der beiden polyploiden Artengruppen auf und dort vor allen Dingen bei Arten mit sehr hohen Chromosomenzahlen.

Unter anderem durch Stammbaum-Rekonstruktionen konnten das Forscherteam zudem zeigen, dass die Differenzierung in die drei Evolutionslinien vor etwa fünf bis zehn Millionen Jahren stattfand. Allerdings entstanden die polyploiden und getrenntgeschlechtlichen Leptinella-Arten erst im Zuge der fortschreitende Hebung der Neuseeländischen Alpen im Pliozän (vor 5,3-2,6 Mio. Jahren) und der Abfolge von Kalt- und Warmzeiten während der Eiszeiten des Pleistozäns (vor 2,6-0,01 Mio. Jahren).

Nach Ansicht der Forscher haben gerade diese wechselnden klimatischen Bedingungen des Eiszeitalters zu einer verstärkten Kreuzung zwischen zuvor getrennten Fortpflanzungsgemeinschaften und zu einer nachfolgenden Neubildung von Arten durch Verdoppelung des Hybrid-Chromosomensatzes geführt.

Titel der Originalpublikation:
S. Himmelreich, I. Breitwieser, Ch. Oberprieler: Phylogenetic relationships in the extreme polyploidy complex of the New Zealand genus Leptinella (Compositae: Anthemideae) based on AFLP data, in Taxon 63 (2014)

Die Publikation im Internet unter:
www.ingentaconnect.com/content/iapt/tax/2014/00000063/00000004/art00014

Ansprechpartner für Medienvertreter:
Prof. Dr. Christoph Oberprieler
Universität Regensburg
Institut für Pflanzenwissenschaften
Tel.: 0941 943-3129
Christoph.Oberprieler@ur.de

Alexander Schlaak | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Ein Holodeck für Fliegen, Fische und Mäuse
21.08.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Wie Pflanzen ihr Gedächtnis vererben
21.08.2017 | Gregor Mendel Institut für Molekulare Pflanzenbiologie (GMI)

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: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

International führende Informatiker in Paderborn

21.08.2017 | Veranstaltungen

Wissenschaftliche Grundlagen für eine erfolgreiche Klimapolitik

21.08.2017 | Veranstaltungen

DGI-Forum in Wittenberg: Fake News und Stimmungsmache im Netz

21.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Im Neptun regnet es Diamanten: Forscherteam enthüllt Innenleben kosmischer Eisgiganten

21.08.2017 | Physik Astronomie

Ein Holodeck für Fliegen, Fische und Mäuse

21.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Institut für Lufttransportsysteme der TUHH nimmt neuen Cockpitsimulator in Betrieb

21.08.2017 | Verkehr Logistik