Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Feste Zellwand bereitete Landgang vor

13.07.2018

Wie Pflanzen das Land eroberten, zeigt sich in ihren Genen: Die Erbanlagen von Armleuchteralgen enthalten zahlreiche evolutionäre Neuerungen, die es ihren Vorläufern ermöglichten, sich auf dem Trockenen breit zu machen. Das hat ein internationales Konsortium herausgefunden, indem es den Genbestand von „Brauns Armleuchteralge“ mit dem von Landpflanzen verglich. Insbesondere für die Bildung der Zellwand greift die Alge auf Erbanlagen zurück, wie sie auch bei Landpflanzen vorkommen, schreiben der Marburger Zellbiologe Professor Dr. Stefan Rensing sowie Kolleginnen und Kollegen aus aller Welt, die im Fachblatt „Cell“ vom 12. Juli 2018 an vorab online über ihre Ergebnisse berichten.

Landpflanzen bilden eine außerordentlich vielfältige Gruppe von Lebewesen, die eine Fülle von Anpassungen an ganz unterschiedliche Lebensräume aufweisen – mächtige Baumriesen gehören ebenso dazu wie zarte Kräuter, Moose genauso wie Blütenpflanzen.


Der Stammbaum der Landpflanzen weist die Armleuchteralgen als nahe Verwandte aus. Diese teilen sich mit den Landpflanzen viele Eigenschaften ... (vollst. BU: www.uni-marburg.de)

Illustration: Debbie Maizels; die Abbildung darf nur im Zusammenhang mit der Berichterstattung über die angezeigte wissenschaftliche Publikation in "Cell" verwendet werden.

„Die Landpflanzen teilen sich einen gemeinsamen Ahnen mit den Armleuchteralgen“, erklärt Seniorautor Stefan Rensing von der Philipps-Universität. Die beiden Linien trennten sich vor mehr als 500 Millionen Jahren. Armleuchteralgen, die im Süßwasser leben, besitzen eine komplexere Morphologie als andere verwandte Algenarten. Ihr Aussehen erinnert an mehrarmige Kerzenleuchter – davon leitet sich ihr deutscher Name ab.

Als die ersten Pflanzen an Land gingen, waren sie mit veränderten Umweltbedingungen konfrontiert. So mussten sich die Pioniere unter anderem gegen Austrocknung schützen. „Es gibt mehrere Algengruppen, die das Land besiedelt haben, aber nur eine davon hat sich zur Großgruppe der Landpflanzen weiterentwickelt“, erläutert Rensing. Welche Anpassungen waren dafür erforderlich?

Um das herauszufinden, präsentiert die Forschergruppe um den Marburger Zellbiologen erstmals das Genom der Armleuchteralgenart Chara braunii, um es mit dem von Landpflanzen zu vergleichen. „Unsere vergleichende Analyse deckt Gene auf, die im gemeinsamen Vorfahren der Armleuchteralgen und Landpflanzen entstanden“, führt der Studienleiter aus – Gene, die über Hunderte von Millionen von Jahren erhalten blieben. „Diese Gene stehen für evolutionäre Veränderungen, die mit der Entstehung einer vielfältigen morphologischen Komplexität einhergingen, wie wir sie von Landpflanzen kennen.“

Eine der auffälligsten Neuerungen, die das Autorenteam in den Genen dieser Algen und Landpflanzen nachweist, betrifft die Zellteilung und den Aufbau der Zellwand – kein Wunder, wenn man an die Bedeutung denkt, die der Schutz vor Austrocknung für den Landgang hatte. „Ähnlich wie Landpflanzen führen die Armleuchteralgen eine Zellteilung durch, bei der spezielle Proteine eine Zellplatte zusammensetzen. Diese entwickelt sich anschließend zur neuen Querwand“, schreiben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler.

„Unsere Daten zeigen: Eine Reihe von Genen, die in der wissenschaftlichen Literatur bisher als Landpflanzen-typisch galten, finden sich schon bei den Armleuchteralgen“, legt Rensing dar. Daneben gibt es bei „Brauns Armleuchteralge“ aber auch Neuerungen, die unabhängig von denen der Landpflanzen entstanden.

Stefan Rensing lehrt Zellbiologie der Pflanzen an der Philipps-Universität und ist assoziiertes Mitglied des Exzellenzclusters „BIOSS Centre for Biological Signalling Studies“ an der Universität Freiburg sowie des Marburger „LOEWE"-Zentrums für Synthetische Mikrobiologie. Neben seiner Arbeitsgruppe beteiligten sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus zahlreichen Ländern an den Forschungen, die der Veröffentlichung zugrunde liegt.

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft, der Europäische Forschungsrat, die Leibniz-Gemeinschaft, die US-amerikanische National Science Foundation sowie Forschungsförderer aus Japan, Belgien und Dänemark unterstützten die Arbeiten finanziell.

Originalpublikation: Tomoaki Nishiyama, Hidetoshi Sakayama & al.: The Chara genome: secondary complexity and implications for plant terrestrialization, Cell 12.7.2018


Weitere Informationen:
Ansprechpartner: Professor Dr. Stefan Rensing,
Zellbiologie der Pflanzen
Tel.: 06421 28-21940
E-Mail: stefan.rensing@biologie.uni-marburg.de
Homepage: http://plantco.de/

Johannes Scholten | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-marburg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Magische kolloidale Cluster
11.12.2018 | Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

nachricht Kupferverbindung als Recheneinheit in Quantencomputern
11.12.2018 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

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: Neuartige Lasertechnik für chemische Sensoren in Mikrochip-Größe

Von „Frequenzkämmen“ spricht man bei speziellem Laserlicht, das sich optimal für chemische Sensoren eignet. Eine revolutionäre Technik der TU Wien erzeugt dieses Licht nun viel einfacher und robuster als bisher.

Ein gewöhnlicher Laser hat genau eine Farbe. Alle Photonen, die er abstrahlt, haben genau dieselbe Wellenlänge. Es gibt allerdings auch Laser, deren Licht...

Im Focus: Topological material switched off and on for the first time

Key advance for future topological transistors

Over the last decade, there has been much excitement about the discovery, recognised by the Nobel Prize in Physics only two years ago, that there are two types...

Im Focus: Neue Methode verpasst Mikroskop einen Auflösungsschub

Verspiegelte Objektträger ermöglichen jetzt deutlich schärfere Bilder / 20fach bessere Auflösung als ein gewöhnliches Lichtmikroskop - Zwei Forschungsteams der Universität Würzburg haben dem Hochleistungs-Lichtmikroskop einen Auflösungsschub verpasst. Dazu bedampften sie den Glasträger, auf dem das beobachtete Objekt liegt, mit maßgeschneiderten biokompatiblen Nanoschichten, die einen „Spiegeleffekt“ bewirken. Mit dieser einfachen Methode konnten sie die Bildauflösung signifikant erhöhen und einzelne Molekülkomplexe auflösen, die sich mit einem normalen Lichtmikroskop nicht abbilden lassen. Die Studie wurde in der NATURE Zeitschrift „Light: Science and Applications“ veröffentlicht.

Die Schärfe von Lichtmikroskopen ist aus physikalischen Gründen begrenzt: Strukturen, die näher beieinander liegen als 0,2 tausendstel Millimeter, verschwimmen...

Im Focus: Supercomputer ohne Abwärme

Konstanzer Physiker eröffnen die Möglichkeit, Supraleiter zur Informationsübertragung einzusetzen

Konventionell betrachtet sind Magnetismus und der widerstandsfreie Fluss elektrischen Stroms („Supraleitung“) konkurrierende Phänomene, die nicht zusammen in...

Im Focus: Drei Nervenzellen reichen, um eine Fliege zu steuern

Uns wirft so schnell nichts um. Eine Fruchtfliege kann dagegen schon ein kleiner Windstoß vom Kurs abbringen. Drei große Nervenzellen in jeder Hälfte des Fliegenhirns reichen jedoch aus, um die Fliege mit Hilfe visueller Signale wieder auf Kurs zu bringen.

Bewegen wir uns vorwärts, zieht die Umwelt in die entgegengesetzte Richtung an unseren Augen vorbei. Drehen wir uns, verschiebt sich das Bild der Umwelt im...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Januar und Februar 2019

11.12.2018 | Veranstaltungen

Eine Norm für die Reinheitsbestimmung aller Medizinprodukte

10.12.2018 | Veranstaltungen

Fachforum über intelligente Datenanalyse

10.12.2018 | Veranstaltungen

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

Neuartige Lasertechnik für chemische Sensoren in Mikrochip-Größe

11.12.2018 | Physik Astronomie

Besser Bohren – Neues Nanokomposit stabilisiert Bohrflüssigkeiten

11.12.2018 | Geowissenschaften

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Januar und Februar 2019

11.12.2018 | Veranstaltungsnachrichten

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