Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schmarotzer aus der Unterwelt

08.03.2011
Wissenschaftler haben das Chloroplasten-Genom einer Orchideenart unter die Lupe genommen, die parasitisch vollständig unter der Erde lebt und daher keine Photosynthese zur Energiegewinnung betreiben kann. Was sie fanden, war das bisher kleinste Chloroplasten-Genom.

Rhizanthella gardneri ist eine äußerst seltene, vom Aussterben bedrohte Orchideenart, die bisher nur an fünf Plätzen in Westaustralien gefunden wurde. Weniger als 50 Individuen dieser Orchideenart leben heute noch an diesen 5 Standorten in der australischen Wildnis. Die Pflanze wächst, blüht und entwickelt ihre Früchte ein Leben lang unter der Erde.

Photosynthese kann sie nicht durchführen, da sie weder grüne Pflanzenteile besitzt noch Sonnenlicht auf die Pflanze trifft. Stattdessen holt sie sich Energie und Nährstoffe als Parasit von dem Ständerpilz Ceratobasidium, der in Symbiose mit den Wurzeln eines australischen Teebaums (Melaleuca uncinata) lebt. Dennoch enthält die außergewöhnliche Pflanze noch Chloroplasten - Organellen in der Pflanzenzelle, in denen normalerweise die Photosynthese stattfindet.

Nun haben Wissenschaftler das Chloroplastengenom der unterirdischen Orchidee sequenziert und festgestellt, dass es mit nur 59.190 Basenpaaren, welche für 37 Gene kodieren, das kleinste aller bisher bekannten Chloroplasten-Genome darstellt. Gleichzeitig zeigt das Genom starke Übereinstimmungen mit den Genomen anderer parasitären Organismen, die nicht mit der Orchidee verwandt sind. Gegenüber normalen Pflanzen mit Photosynthesefunktion sind 70 Prozent der Gene im Laufe der Evolution verloren gegangen. Seit vor ungefähr 2 Milliarden Jahren Chloroplasten durch eine Endosymbiose aus Cyanobakterien in Pflanzen integriert wurden, hat sich das Genom dieser Plastiden mehr und mehr reduziert. Durch diese Endosymbiose wurden eukaryotische Zellen zur eingenständigen Energie- und Kohlenhydratversorgung befähigt. Zahlreiche Gene wurden in das Genom des Zellkerns der Pflanzen verlagert. Im Durchschnitt verfügen photosynthetisch aktive Chloroplasten über 110 Gene.

Choloroplasten nicht nur für Photosynthese zuständig

Schon seit längerer Zeit wurden neben der Photosyntheseleistung Codierungen für weitere wichtige Funktionen im Chloroplasten-Genom vermutet. Doch diese Funktionen waren in Pflanzen, die Photosynthese betreiben, bisher nur schwer zu erforschen. Rhizantella gardneri hat dagegen alle Funktionen, die sie für ihr Leben als Parasit nicht benötigt, verloren. So ist das kleine Chloroplasten-Genom nur noch für die Synthese von 20 Proteinen, 4 rRNAs und 9 tRNAs verantwortlich.

Aufgrund der ähnlichen Genome hoffen die Wissenschaftler nun, mit den Ergebnissen auch den evolutionären Gen-Verlust in anderen Parasiten besser verstehen zu können. Beispielsweise könnten so neue Erkenntnisse des Parasits Plasmodium, der Malaria verursacht, gewonnen werden. Aber auch ein besseres Verständnis über die Plastiden und damit den Prozess, welcher die primäre Energiequelle des Lebens auf der Erde erzeugt, die Photosynthese, erwarten die Forscher.

Quelle:
E. Delannoy et al: Field versus Farm in Warangal: Rampant Gene Loss in the Underground Orchid Rhizanthella gardneri Highlights Evolutionary Constraints on Plastid Genomes. Molecular Biology and Evolution, 2011; DOI: 10.1093/molbev/msr/028

| Pflanzenforschung.de
Weitere Informationen:
http://www.pflanzenforschung.de/journal/aktuelles/schmarotzer-aus-der-unterwelt?piwik_campaign=newsletter

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Ökologie Umwelt- Naturschutz:

nachricht Vogelmonitoring leicht gemacht: Erfassung der Brutvögel wird digitalisiert
22.01.2018 | Bundesamt für Naturschutz

nachricht Versauerung: Wie der Klimawandel die Süßgewässer belastet
12.01.2018 | Ruhr-Universität Bochum

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Ökologie Umwelt- Naturschutz >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Vollmond-Dreierlei am 31. Januar 2018

Am 31. Januar 2018 fallen zum ersten Mal seit dem 30. Dezember 1982 "Supermond" (ein Vollmond in Erdnähe), "Blutmond" (eine totale Mondfinsternis) und "Blue Moon" (ein zweiter Vollmond im Kalendermonat) zusammen - Beobachter im deutschen Sprachraum verpassen allerdings die sichtbaren Phasen der Mondfinsternis.

Nach den letzten drei Vollmonden am 4. November 2017, 3. Dezember 2017 und 2. Januar 2018 ist auch der bevorstehende Vollmond am 31. Januar 2018 ein...

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...

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

Simulation: Neuartiger zweidimensionaler Schaltkreis funktioniert mit magnetischen Quantenteilchen

22.01.2018 | Physik Astronomie

Vogelmonitoring leicht gemacht: Erfassung der Brutvögel wird digitalisiert

22.01.2018 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Vollmond-Dreierlei am 31. Januar 2018

22.01.2018 | Physik Astronomie