Forschung über Genlisea von Andreas Fleischmann

[Beamtensiggi]

Und wieder hat die Bayerische Staatszeitung einen Bericht über Fleischis veröffentlicht.

Langsam entwickelt sie sich zu einem Fachmagazin für Karnivoren!

 

Nachdem im Juli 2015 ein Bericht über die Forschung über die Wirkungsweise von Enzymen der Venusfliegenfalle veröffentlicht wurde (http://forum.carnivoren.org/topic/39796-dionea-in-der-bayerischen-staatszeitung/?hl=staatszeitung), hat sie nun einen Bericht über die Forschung von Andreas Fleischmann an Genlisea, insbesondere über das Genom und Entdeckung neuer Genlisea-Arten veröffentlicht.

 

Viel Spaß beim Lesen:

 

Forscher der Botanischen Staatssammlung in München interessierte vor allem die Erbinformation

 

Geheimnisse fleischfressender Pflanzen

 

Die fleischfressenden Pflanzen der Gattung Genlisea eignen sich besonders dafür, zu erforschen, wie und warum es einige Organis­men schaffen, ihren gesamten Bau­plan und ihre gesamte Erbinforma­tion auf sehr wenig „Speicher­platz“ unterzubringen, während andere - oft sogar nahe verwandte Arten - dafür ein Vielfaches mehr benötigen. Diese Frage beschäftigt Evolutionsbiologen schon lange. Im Zuge seiner Untersuchungen entdeckte Andreas Fleischmann auch den Rekord für das kleinste bekannte Genom aller Blüten­pflanzen: die „knollige Reusen­pflanze“ Genlisea tuberosa. Fleischmann, der inzwischen an der Botanischen Staatssammlung in München forscht, legte die dafür notwendige Grundlage, indem er nicht nur eine umfassende Mono­graphie zu den Reusenpflanzen verfasste, sondern auch erste stam- mesgeschichtliche Ergebnisse für die Beantwortung der Frage zur Genom-Reduktion bot. Dafür erhielt der junge Wissenschaftler jetzt den diesjährigen Straßburger-Preis der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Während seiner Dissertation un­tersuchte Fleischmann, die bis dato kaum erforschten Reusenpflanzen, die vor allem im tropischen Afrika und in Südamerika wachsen und von den heißen, nährstoffarmen Feuchtsavannen des Tieflandes bis zu den isolierten Tafelbergen Venezuelas vorkommen. Sie fangen und verdauen mit ihren zu Reusen umgestalteten, unterirdischen Blättern Kleinstlebewesen, wie Fadenwürmer, Kleinkrebse, Milben oder winzige Insekten. Mit nach innen gerichteten Haaren versperren ihre schlauchförmigen Wurzelblätter hineingekrochenen Tieren den Rückweg, sodass diese immer tiefer in die Pflanze gelangen und schließlich in einer mit Drüsen versehenen Kammer landen, wo sie verdaut werden. Die Reusenpflanzen nutzen die daraus gewonnenen Nähr­stoffe zur Nahrungsergänzung.

Dass es sich bei den Reusen tat­sächlich um echte Blätter und keine umgestalteten Wurzeln handelt, hatten Morphologen bereits vor mehr als 100 Jahren belegt: Sie fan­den Spaltöffnungen, die nur in Blättern, nicht aber in Wurzeln Vorkommen und dem Gasaus­tausch dienen. Genlisea-Arten sind dagegen völlig wurzellos. Auch in anderer Hinsicht scheinen Reusenpflanzen einzigartig zu sein, denn genetische Stammbaumanalysen von Fleischmann zeigten, dass sie die wohl einzige Pflanzengruppe sind, die aus Südamerika kommend auch Afrika besiedelte und bei der eine Entwicklungslinie von Arten anschließend ein zweites Mal den Weg über den Atlantik machte und sich erfolgreich im tropischen Amerika wieder ansiedelte.

Zwar sind diese fleischfressen­den Pflanzen schon seit mehr als 200 Jahren bekannt, Fleischmann hat aber als erster deren Verwandt­schaftsbeziehungen mittels phylo­genetischer, auf DNA-Sequenzen basierender Stammbaumrekon­struktion analysiert. Er publizierte die Ergebnisse in einer umfassen­den Monographie, die auch die Ökologie und Biologie der Arten umfasst und diese mit zahlreichen Detailaufnahmen illustriert.

 

Fünf neue Arten

 

Während dieser Arbeit entdeckte und beschrieb er mit brasilianischen Kollegen fünf neue Arten: Neben der erwähnten Rekordhalterin Genlisea tuberosa die Arten G. metallica, deren Blüten metallisch glänzen, G. exhibitionista, deren Staubblätter und der Griffel unbedeckt sind, G. flexuosa, mit ei­nem biegsamen Blütenstiel, sowie, G. oligophylla, die nur wenige Blätter hat.

Zudem untersuchte Fleischmann das Erbgut von der Hälfte aller bekannten Reusenpflanzen. Die Chromosomenzahl zahlreicher Arten zu ermitteln, entpuppte sich jedoch als Herausforderung.' Denn Genlisea hat die kleinsten momentan im Pflanzenreich bekannten Chromosomen. Sie lassen sich mit einem Lichtmikroskop kaum erfassen, weil sie mit nur zwei Mikrometern Länge an dessen Auflösungsgrenze stoßen.

Fleischmann musste daher viele Monate darauf verwenden, die Chromosomen-Zählmethode zu optimieren.

Bis dato war das Genom einiger Pflanzen - etwa von Nadelbäumen oder einigen Liliengewächsen (mit

20 bis 150 Milliarden Basenpaaren) - vor allem deshalb aufgefallen, weil es sehr viel größer als das des Menschen (etwa 3,27 Milliarden Basenpaare) ist. Bei Reusenpflanzen zeigte Fleischmanns vergleichende Untersuchung jedoch, dass die Summe ihrer Erbinformationen im Laufe der Evolution immer kleiner wurde.

Gleichzeitig wurden die Chro­mosomen immer mehr und immer kleiner. Je stammesgeschichtlich jünger einzelne Reusenpflanzen also sind, umso weniger Speicherplatz benötigen sie, wobei sie die gesamten Erbinformationen auf immer kleineren und immer mehr Bausteinen speichern. Reusen­pflanzen unterscheide!! sich damit auch von anderen fleischfressenden Pflanzen, die relativ große Genome haben, wie etwa Arten des weltweit vorkommenden, ebenfalls wurzellosen und mit Genlisea verwandten Wasserschlauchs (Utricularia) und des Fettkrauts (Pinguicula).

Die erst von Fleischmann be­schriebene Reusenpflanze Genlisea tuberosa besitzt mit 61 Millionen Basenpaaren dagegen das kleinste Genom aller Blütenpflanzen. Dieser Fleischfresser avancierte nun gemeinsam mit verwandten Reusenpflanzen zum Mo­dellorganismus, an dem der Me­chanismus verkleinerter Genome studiert werden kann - vor allem wegen der vielen Vergleichsdaten, die Fleischmann niedergelegt hatte.

 

Bericht von Eva-Maria Natzer

Bearbeitet 14. Oktober 2015 von Beamtensiggi

[Markus Welge]

Hallo Siegmar,

 

vielen Dank für den interessanten Bericht.

 

Dafür erhielt der junge Wissenschaftler jetzt den diesjährigen Straßburger-Preis der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Und ich würde sagen ein großes Lob und Gratulation an Andreas!

 

 

Viele Grüße

Markus

[Gast]

Und ich würde sagen ein großes Lob und Gratulation an Andreas!

 

Dem schließe ich mich mal an.  :thumbsu:

[partisanengärtner]

Ich auch

[Feldenberg]

Hallo zusammen,

 

das find ich auch völlig prima - sie sind ja wirklich beide überaus effizient und effektiv (Herr Fleischmann als Wissenschaftler und Genlisea als Lebewesen!) ;-)

 

Da ich auch immer sehr gern die im engeren Sinne 'Wissenschafts-News' hier auf dem Forum verfolge (neue Artenbeschreibungen, neue biophysiologische Studien zu Klebfallen und Schnappmechanismen usw.) die ja u.a. von Andreas Fleischmann, Andreas Wistuba, Simon Poppinga und Siggi Hartmeyer beigesteuert werden hatte ich schon überlegt, mal die Einrichtung eines eigenen Forenthemas dafür (neben Kultur, Gattungen usw.) anzuregen.

 

So eine Sammlung der ganzen "Wissenschafts-Threads" unter einer Foren-Rubrik wäre mitunter sehr hilfreich, wenn man mal den aktuellen Forschungsstand auf die Schnelle finden möchte (auch und gerade für Nachfragende aus Schulen und Hochschulen, für Schülerprojekte usw.).

 

Dies nur so als Anregung für die Mods - aus oben gegebenem Anlass ;-)

 

viele Grüße

Feldi

 

 

[Nicky Westphal]

Hallo Feldi,

 

ich glaub in dem von dir gewünschten Forumteil befinden wir uns hier gerade. Gut, es gibt jede Menge an verstreuten Neuigkeiten unter den Gattungs-Threads, aber wer soll die raussuchen und entsprechend verschieben?

 

Auch meinen Glückwunsch an Andreas.

 

Grüße Nicky

[Feldenberg]

Stimmt, wer Lesen kann ist im Vorteil..