E puer Planzen kënne Méint ouni Waasser iwwerliewen, fir nëmmen no engem kuerzen Reen nees gréng ze ginn. Eng rezent Etude vun den Universitéite vu Bonn a Michigan weist datt dëst net wéinst engem "Wonner-Gen" ass. Villméi ass dës Fäegkeet eng Konsequenz vun engem ganzen Netz vun Genen, bal all déi och a méi vulnérabel Varietéiten präsent sinn. D'Resultater si schonn online erschéngen an De Planz Journal.
An hirer Etude hunn d'Fuerscher eng Aart gekuckt, déi laang op der Universitéit Bonn studéiert gouf - d'Operstéiungsplanz Craterostigma plantagineum. Et dréit säin Numm ganz richteg: An Zäite vun Dréchenten kann ee mengen, datt se dout ass. Awer och no Méint vun Dréchent ass e bësse Waasser genuch fir et erëm z'erliewen. "Op eisem Institut studéiere mir zënter ville Joeren, wéi d'Planz dat mécht", erkläert d'Prof Dr Dorothea Bartels vum Institut fir Molekulare Physiologie a Biotechnologie vu Planzen (IMBIO) vun der Universitéit Bonn.
Hir Interessen enthalen de Genen déi fir Dréchent Toleranz verantwortlech sinn. Et gouf ëmmer méi kloer datt dës Fäegkeet net d'Resultat vun engem eenzegen "Wonner-Gen" ass. Amplaz si ganz vill Genen involvéiert, déi meescht och bei Arten fonnt ginn, déi net sou gutt mat der Dréchent eens ginn.
D'Planz huet aacht Exemplare vun all Chromosom
An der aktueller Studie huet dem Bartel seng Equipe, zesumme mat Fuerscher vun der University of Michigan (US), de komplette Genom vum Craterostigma plantagineum analyséiert. An dëst ass zimmlech komplex gebaut: Wärend déi meescht Déieren zwee Exemplare vun all Chromosom hunn - eng vun der Mamm, eent vum Papp - Craterostigma huet aacht. Sou en "aachtfache" Genom gëtt och octoploid genannt. Mir Mënschen, am Géigesaz, sinn diploid.
"Sou eng Multiplikatioun vu genetescher Informatioun kann a ville beobachtet ginn Planzen déi ënner entwéckelt hunn extrem Konditiounen“, seet de Bartels. Awer firwat ass dat? E wahrscheinleche Grond: Wann e Gen an aacht Exemplare amplaz vun zwee präsent ass, kann et am Prinzip véiermol esou séier gelies ginn. En octoploid Genom kann dofir erméiglechen, datt grouss Quantitéite vun engem erfuerderleche Protein ganz séier produzéiert ginn. Dës Fäegkeet schéngt och wichteg fir d'Entwécklung vun Dréchent Toleranz.
Am Craterostigma sinn e puer Genen verbonne mat enger méi grousser Toleranz fir Dréchent nach méi replizéiert. Dozou gehéieren déi sougenannte ELIPs - d'Akronym steet fir "fréi Liichtinduzéierbar Proteinen", well se séier duerch Liicht ageschalt ginn a géint oxidativen Stress schützen. Si geschéien an héich Kopie Zuelen an all dréchen-tolerant Arten.
"Craterostigma huet no bei 200-ELIP Genen déi bal identesch sinn an a grousse Cluster vun zéng oder zwanzeg Exemplare op verschiddene Chromosomen lokaliséiert sinn", erkläert de Bartels. Dréchent-tolerant Planzen kënnen also viraussiichtlech op en ausgedehnt Netzwierk vun Genen zéien, déi se am Fall vun Dréchent séier upreguléiere kënnen.
Dréchentempfindlech Arten hunn normalerweis déiselwecht Genen - och wann et a méi nidderegen Kopienzuelen ass. Dëst ass och net iwwerraschend: D'Somen a Pollen vun de meeschte Planzen sinn dacks nach fäeg ze germinéieren no laanger Zäit ouni Waasser. Also hunn se och e geneteschen Programm fir géint Dréchent ze schützen. "Dëse Programm gëtt awer normalerweis bei der Keimung ausgeschalt a kann duerno net reaktivéiert ginn", erkläert de Botaniker. "An Operstéiungsplanzen, am Géigesaz, bleift et aktiv."
Déi meescht Arten 'kann maachen' Dréchentoleranz
Dréchent Toleranz ass also eppes wat déi grouss Majoritéit vu Planzen "kann maachen." D'Gen, déi dës Fäegkeet vermëttelen, sinn wahrscheinlech ganz fréi am Laf vun der Evolutioun entstanen. Allerdéngs sinn dës Netzwierker méi effizient an dréchent-tolerant Arten an, ausserdeem, sinn net nëmmen a bestëmmte Stadien vum Liewenszyklus aktiv.
Dat gesot, net all Zell am Craterostigma plantagineum huet och deeselwechten "Dréchentprogramm". Dat hu Fuerscher vun der Universitéit Düsseldorf gewisen, déi och an der Etude involvéiert waren. Zum Beispill sinn verschidden Dréchentnetzgenen aktiv a Wuerzelen wärend der Trocknung wéi a Blieder. Dës Entdeckung ass net onerwaart: Blieder, zum Beispill, musse sech géint déi schiedlech Auswierkunge vun der Sonn schützen. Si ginn dozou gehollef, zum Beispill vun ELIPen. Mat genuch Feuchtigkeit bildt d'Planz fotosynthetesch Pigmenter, déi op d'mannst deelweis Stralung absorbéieren. Dësen natierleche Schutz feelt gréisstendeels während der Dréchent. Roots, am Géigesaz, musse keng Suergen iwwer Sonnebrand maachen.
D'Etude verbessert Verständnis firwat e puer Mënscherass leiden esou wéineg vun der Dréchent. Laangfristeg kéint et dofir dozou bäidroe fir d'Zucht vu Kulturen wéi Weess oder Mais, déi sech besser mat Dréchenten. An Zäite vum Klimawandel wäerten dës an Zukunft méi grouss gefrot ginn wéi jee.