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Originalpublikation

One Thousand Plant Transcriptomes Initiative (2019): One thousand plant transcriptomes and the phylogenomics of green plants. Nature
Published online on October 23, 2019
https://doi.org/10.1038/s41586-019-1693-2

Stammbaum der Pflanzen kann bis zu 1 Milliarde Jahren zurück verfolgt werden

Plöner Biologe beteiligte sich an Studie zur Rekonstruktion des aktuell umfassendsten pflanzlichen Stammbaums

24. Oktober 2019

Auf der Erde gibt es mehrere hunderttausend Pflanzenarten. Mithilfe der Photosynthese produzieren die meisten dieser Pflanzenarten Sauerstoff und bilden somit die Grundlage weiteren Lebens auf der Erde. Wir Menschen nutzen ungefähr 20.000 Pflanzenarten als Nahrungs- und Heilmittel oder wir verarbeiten Pflanzen weiter zu Fasern für Kleidung oder Baumaterial.

Evolutionsbiologisch haben sich die heutigen Pflanzen vermutlich aus den Grünalgen im Wasser entwickelt. Sie haben sich an das Leben an Land angepasst und zu hochkomplexen völlig unterschiedlichen Pflanzenarten entwickelt.

Eine in der aktuellen Ausgabe des renommierten Wissenschaftsjournals Nature veröffentlichten Studie bietet nun einen genaueren Blick auf die Pflanzenevolution. Die „One Thousand Plant Transcriptome Initiative“, ein internationaler Zusammenschluss von fast 200 Pflanzenwissenschaftlerinnen und – wissenschaftlern, präsentieren den aktuell umfassendsten Stammbaum der Pflanzen, der einen evolutionären Zeitraum von etwa einer Milliarde Jahren abdeckt.

Die Vielfalt der Pflanzenwelt Bild vergrößern
Die Vielfalt der Pflanzenwelt

Die komplette Studie dauerte vom Beginn des Pflanzensammelns bis zur finalen Veröffentlichung 9 Jahre. Als Resultat konnten die Forscherinnen und Forscher Gensequenzen aus über 1000 Pflanzenarten generieren.

Mittels der Analyse dieser Gene und Genfamilien wurde die Vielfalt von Pflanzenarten, Genen und Genomen über einen Zeitraum von 1 Milliarde Jahren untersucht und somit ein sehr genauer Stammbaum der Pflanzen rekonstruiert. Der Koautor und Professor für Ertragsphysiologie der Kulturpflanzenforschung Marcel Quint aus Halle-Wittenberg erklärt: „Die Anzahl der Genfamilien in den einzelnen Pflanzenarten wird in der Studie genutzt, um evolutionäre Prozesse besser zu verstehen. So kann eine Vervielfältigung einer Genfamilie zu einer neuen Pflanzenerrungenschaft beitragen, die dann z.B. zur Entwicklung von Samen und später zur Entwicklung der Blüte führt.“

Die neuen Daten zeigen jedoch, dass die größte Vervielfältigung der Gene nicht wie bisher angenommen beim Übergang zu den Blütenpflanzen, sondern viel früher, nämlich beim Übergang vom Wasser zum Land, stattfand.

„Die Untersuchungen stützen sich auf die Transkriptome der Pflanzen, also der abgelesenen genetischen Information, die vom Genom zum Protein führt“, erläutert der Koautor Dr. Kristian Ullrich. Der Biologe vom Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie in Plön beteiligte sich an der Datenanalyse.

„Wir werden sehen, wie lange es dauern wird, bis alle heute lebenden Pflanzenarten komplett sequenziert sind. In unserer Studie wurden gut 1000 Pflanzenarten bearbeitet, insgesamt sind es ungefähr 500.000 Pflanzenarten, die heute auf der Erde exisitieren“, blickt Kristian Ullrich abschließend in die Zukunft.

KU/ KM

 
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