Biologie: Pflanzen reagieren rasch auf Umwelt

Eine der Sorgen, die der Klimawandel bereitet, kommt von seiner prognostizierten Geschwindigkeit: Die Natur kann sich an vieles anpassen, aber sie braucht Zeit im Würfelspiel der Evolution, in der Mutationen zufällig kommen.

Pflanzen reagieren rasch Umwelt
Pflanzen reagieren rasch Umwelt
(c) EPA (Andy Rain)

Eine der Sorgen, die der Klimawandel bereitet, kommt von seiner prognostizierten Geschwindigkeit: Die Natur kann sich an vieles anpassen, aber sie braucht Zeit im Würfelspiel der Evolution, in der Mutationen zufällig kommen und erst in der Folgegeneration ihre Wirkung zeigen, an der dann die Selektion ansetzen kann. So ist es seit Darwin kodifiziert, in dieser Variante kann die Evolution mit zu raschen Änderungen nicht Schritt halten. Aber diese Variante zeigt nur die halbe Wahrheit, die andere Hälfte liegt in der Epigenetik, das ist ein Sammelbegriff für viele Mechanismen, die die Wirkungsweise von Genen verändern – sie in-/aktiver machen –, ohne die DNA-Sequenz zu verändern. Das kann etwa dadurch geschehen, dass an eine Sequenz eine Methylgruppe angehängt wird.

Und das kann eine Reaktion auf eine Änderung der Umwelt sein, die damit wieder ins Spiel kommt, auf so kurzem wie nachhaltigem Weg: Methyliert werden kann rasch – und das neue Muster der Genexpression kann vererbt werden, über viele Generationen. Das hat sich in den letzten Jahren querbeet gezeigt, von Bakterien bis zu Menschen, am häufigsten in Pflanzen. An einer von ihnen, der Orchidee Dactylorhiza majalis, hat Ovidiu Paun (Royal Botanical Gardens, Kew) nun ein langlebiges epigenetisches Erbe entdeckt: Diese Orchidee kommt in drei Varianten, die Gene sind fast identisch, aber die Umwelten sind anders, die Morphologie der Pflanzen ist es auch – und die Methylierungsmuster sind andere. „Pflanzen können sich viel schneller an Änderungen anpassen, als wir bisher gedacht haben“, erklärt Paun und verschweigt nicht den „Lamarck'schen Geschmack“ des Befunds: Es geht um das Vererben von etwas Gelerntem (Molecular Biology and Evolution, 10.8.). jl

("Die Presse", Print-Ausgabe, 12.08.2010)

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