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04.04.2019

Entengrütze mutiert sehr langsam

Pflanzenforscher aus Münster und Jena haben gezeigt, dass eine niedrige Mutationsrate die ungewöhnlich geringe genetische Vielfalt der Wasserpflanze erklärt.

Die Wasserlinse wird wegen ihres Aussehens auch Entengrütze genannt. Von ihr nahmen Forscher Proben aus 68 Gewässern weltweit.
Die Wasserlinse wird wegen ihres Aussehens auch Entengrütze genannt. Von ihr nahmen Forscher Proben aus 68 Gewässern weltweit.
Quelle: 
Klaus J. Appenroth

Eine große Population bedeutet in der Regel auch eine große genetische Vielfalt. Bei der Vielwurzeligen Teichlinse, einer Entengrützen-Art, ist das anders. Biologen der Universität Münster und des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie in Jena konnten nun in einer internationalen Kooperation zeigen, dass der Grund dafür in einer niedrigen Mutationsrate liegt. Im Fachjournal „Nature Communications“ präsentieren sie ihre Ergebnisse.

Millionen Individuen in einem Teich

Die Forscher hatten Proben der Vielwurzeligen Teichlinse aus 68 Gewässern rund um die Erde genommen und das Erbgut dieser Pflanzen analysiert. Zwar fanden die Biologen Unterschiede zwischen den vier großen geografischen Herkunftsregionen, doch insgesamt wies die Art eine der geringsten genetischen Vielfalten auf, die jemals bei mehrzelligen Eukaryoten beobachtet wurde. „Das ist insofern bemerkenswert, als dass ihre Populationsgröße wiederum sehr groß ist – in einem einzigen Teich können sich zum Beispiel Millionen von Individuen befinden“, sagt Shuqing Xu, Professor für evolutionäre Ökologie der Pflanzen an der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster.

Außergewöhnlich stabiles Genom

Um dieses Phänomen zu erklären, maßen die Pflanzenforscher aus Münster und Jena die Mutationsrate der Entengrütze. Dieser Wert beschreibt, wie häufig in einer Generation neue Mutationen auftreten. Tatsächlich stießen die Forscher auf eine äußerst niedrige Rate. Evolutionsbiologen hatten einen solchen Zusammenhang bei Arten mit sehr großen Populationen bereits vermutet. Der Nachweis fehlte bislang jedoch für Eukaryoten, da bei ihnen die Mutationsrate schwierig zu messen ist.

Großaufnahme der Vielwurzeligen Teichlinse, die sich durch eine niedrige Mutationsrate auszeichnet.
Quelle: 
Klaus J. Appenroth

Großaufnahme der Vielwurzeligen Teichlinse, die sich durch eine niedrige Mutationsrate auszeichnet.

Industrielle Anwendungen der Entengrütze

„Unsere Studie zeigt, wie wichtig die Schätzungen der Mutationsrate sind, um die Muster der genetischen Vielfalt bei unterschiedlichen Spezies zu erklären“, betont Max-Planck-Forscherin Meret Huber. Xu ergänzt: „Durch die Ergebnisse erhalten wir neue Einblicke, wie und warum sich die genetische Diversität unter verschiedenen Spezies unterscheidet.“ Das könnte sowohl für die Grundlagenforschung im Bereich der Evolutionsbiologie interessant sein als auch für industrielle Anwendungen, da die Entengrütze ebenso für Abwasserreinigung und Energiegewinnung genutzt wird.

bl

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