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 Kühlen nach Art der Pflanzen
18.04.2019 | Westfälische Hochschule

nachricht Kontaktlinsen mit Medizin und Zucker
17.04.2019 | Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP

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: Explosion on Jupiter-sized star 10 times more powerful than ever seen on our sun

A stellar flare 10 times more powerful than anything seen on our sun has burst from an ultracool star almost the same size as Jupiter

  • Coolest and smallest star to produce a superflare found
  • Star is a tenth of the radius of our Sun
  • Researchers led by University of Warwick could only see...

Im Focus: Neues „Baustein-Konzept“ für die additive Fertigung

Volkswagenstiftung fördert Wissenschaftler aus dem IPF Dresden bei der Erkundung eines innovativen neuen Ansatzes im 3D-Druck

Im Rahmen Ihrer Initiative „Experiment! - Auf der Suche nach gewagten Forschungsideen“
fördert die VolkswagenStiftung ein Projekt, das von Herrn Dr. Julian...

Im Focus: Vergangenheit trifft Zukunft

autartec®-Haus am Fuß der F60 fertiggestellt

Der Hafen des Bergheider Sees beherbergt seinen ersten Bewohner. Das schwimmende autartec®-Haus – entstanden im Rahmen eines vom Bundesministerium für Bildung...

Im Focus: Hybrid-Neuronen-Netzwerke mit 3D-Lithografie möglich

Netzwerken aus wenigen Neuronenzellen können gezielt künstliche dreidimensionale Strukturen vorgegeben werden. Sie werden dafür elektronisch verschaltet. Dies eröffnet neue Möglichkeiten, Fehler in neuralen Netzwerken besser zu verstehen und technische Anwendungen mit lebenden Zellen gezielter zu steuern. Dies stellt ein Team aus Forschenden aus Greifswald und Hamburg in einer Publikation in der Fachzeitschrift „Advanced Biosystems“ vor.

Eine der zentralen Fragen der Lebenswissenschaften ist, die Funktionsweise des Gehirns zu verstehen. Komplexe Abläufe im Gehirn ermöglichen uns, schnell Muster...

Im Focus: Was geschieht im Körper von ALS-Patienten?

Wissenschaftler der TU Dresden finden Wege, um das Absterben von Nervenzellen zu verringern und erforschen Therapieansätze zur Behandlung von ALS

Die Amyotrophe Lateralsklerose (ALS) ist eine unheilbare Erkrankung des zentralen Nervensystems. Nicht selten verläuft ALS nach der Diagnose innerhalb...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Künstliche Intelligenz: Lernen von der Natur

17.04.2019 | Veranstaltungen

Mobilität im Umbruch – Conference on Future Automotive Technology, 7.-8. Mai 2019, Fürstenfeldbruck

17.04.2019 | Veranstaltungen

Augmented Reality und Softwareentwicklung: 33. Industrie-Tag InformationsTechnologie (IT)²

17.04.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Irdischer Schutz für außerirdisches Metall

18.04.2019 | Verfahrenstechnologie

Erster astrophysikalischer Nachweis des Heliumhydrid-Ions

18.04.2019 | Physik Astronomie

Radioteleskop LOFAR blickt tief in den Blitz

18.04.2019 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics