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 Umweltressourcen nachhaltig nutzen
17.07.2018 | Leibniz Universität Hannover

nachricht Mikroplastik – überall und in großen Mengen
12.07.2018 | Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

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: Superscharfe Bilder von der neuen Adaptiven Optik des VLT

Das Very Large Telescope (VLT) der ESO hat das erste Licht mit einem neuen Modus Adaptiver Optik erreicht, die als Lasertomografie bezeichnet wird – und hat in diesem Rahmen bemerkenswert scharfe Testbilder vom Planeten Neptun, von Sternhaufen und anderen Objekten aufgenommen. Das bahnbrechende MUSE-Instrument kann ab sofort im sogenannten Narrow-Field-Modus mit dem adaptiven Optikmodul GALACSI diese neue Technik nutzen, um Turbulenzen in verschiedenen Höhen in der Erdatmosphäre zu korrigieren. Damit ist jetzt möglich, Bilder vom Erdboden im sichtbaren Licht aufzunehmen, die schärfer sind als die des NASA/ESA Hubble-Weltraumteleskops. Die Kombination aus exquisiter Bildschärfe und den spektroskopischen Fähigkeiten von MUSE wird es den Astronomen ermöglichen, die Eigenschaften astronomischer Objekte viel detaillierter als bisher zu untersuchen.

Das MUSE-Instrument (kurz für Multi Unit Spectroscopic Explorer) am Very Large Telescope (VLT) der ESO arbeitet mit einer adaptiven Optikeinheit namens GALACSI. Dabei kommt auch die Laser Guide Stars Facility, kurz ...

Im Focus: Diamant – ein unverzichtbarer Werkstoff der Fusionstechnologie

Forscher am KIT entwickeln Fenstereinheiten mit Diamantscheiben für Fusionsreaktoren – Neue Scheibe mit Rekorddurchmesser von 180 Millimetern

Klimafreundliche und fast unbegrenzte Energie aus dem Fusionskraftwerk – für dieses Ziel kooperieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit. Bislang...

Im Focus: Wiener Forscher finden vollkommen neues Konzept zur Messung von Quantenverschränkung

Quantenphysiker/innen der ÖAW entwickelten eine neuartige Methode für den Nachweis von hochdimensional verschränkten Quantensystemen. Diese ermöglicht mehr Effizienz, Sicherheit und eine weitaus geringere Fehleranfälligkeit gegenüber bisher gängigen Mess-Methoden, wie die Forscher/innen nun im Fachmagazin „Nature Physics“ berichten.

Die Vision einer vollständig abhörsicheren Übertragung von Information rückt dank der Verschränkung von Quantenteilchen immer mehr in Reichweite. Wird eine...

Im Focus: Was passiert, wenn wir das Atomgitter eines Magneten plötzlich aufheizen?

„Wir haben jetzt ein klares Bild davon, wie das heiße Atomgitter und die kalten magnetischen Spins eines ferrimagnetischen Nichtleiters miteinander ins Gleichgewicht gelangen“, sagt Ilie Radu, Wissenschaftler am Max-Born-Institut in Berlin. Das internationale Forscherteam fand heraus, dass eine Energieübertragung sehr schnell stattfindet und zu einem neuartigen Zustand der Materie führt, in dem die Spins zwar heiß sind, aber noch nicht ihr gesamtes magnetisches Moment verringert haben. Dieser „Spinüberdruck“ wird durch wesentlich langsamere Prozesse abgebaut, die eine Abgabe von Drehimpuls an das Gitter ermöglichen. Die Forschungsergebnisse sind jetzt in "Science Advances" erschienen.

Magnete faszinieren die Menschheit bereits seit mehreren tausend Jahren und sind im Zeitalter der digitalen Datenspeicherung von großer praktischer Bedeutung....

Im Focus: Erste Beweise für Quelle extragalaktischer Teilchen

Zum ersten Mal ist es gelungen, die kosmische Herkunft höchstenergetischer Neutrinos zu bestimmen. Eine Forschungsgruppe um IceCube-Wissenschaftlerin Elisa Resconi, Sprecherin des Sonderforschungsbereichs SFB1258 an der Technischen Universität München (TUM), liefert ein wichtiges Indiz in der Beweiskette, dass die vom Neutrino-Teleskop IceCube am Südpol detektierten Teilchen mit hoher Wahrscheinlichkeit von einer Galaxie in vier Milliarden Lichtjahren Entfernung stammen.

Um andere Ursprünge mit Gewissheit auszuschließen, untersuchte das Team um die Neutrino-Physikerin Elisa Resconi von der TU München und den Astronom und...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Stadtklima verbessern, Energiemix optimieren, sauberes Trinkwasser bereitstellen

19.07.2018 | Veranstaltungen

Innovation – the name of the game

18.07.2018 | Veranstaltungen

Wie geht es unserer Ostsee? Ein aktueller Zustandsbericht

17.07.2018 | Veranstaltungen

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

Europaweit erste Patientin mit neuem Hybridgerät zur Strahlentherapie behandelt

19.07.2018 | Medizintechnik

Waldrand oder mittendrin: Das Erbgut von Mausmakis unterscheidet sich je nach Lebensraum

19.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Automatisiertes Befüllen von Regalen im Einzelhandel

19.07.2018 | Verkehr Logistik

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