Gefährliche Partnerwahl

Inzucht macht Pflanzen anfälliger

12.03.2014 | von Redaktion Pflanzenforschung.de

Aus Inzucht hervorgegangene Pferdenessel können sich schlecht auf Umweltstress einstellen. (Bildquelle:© bastus917 / flickr.com / CC BY-SA 2.0)
Aus Inzucht hervorgegangene Pferdenessel können sich schlecht auf Umweltstress einstellen. (Bildquelle:© bastus917 / flickr.com / CC BY-SA 2.0)

Forscher haben in einer aktuellen Studie herausgefunden, dass Inzucht die Reaktion und Regeneration der Pflanzen nach Fraßschäden negativ beeinflusst.

Schon im griechischen Mythos Ödipus bezahlte der gleichnamige Held einen hohen Preis für die inzestuöse Beziehungen mit seiner Mutter: Nachdem er erfuhr, wer seine Geliebte war, stach er sich die Augen aus und zog in die Verbannung. Nicht immer endet es so dramatisch, dennoch ist heutzutage bekannt, dass Inzucht große Risiken birgt und insbesondere die Gefahr von Erbkrankheiten bei den Nachkommen erhöht.

Pflanzeninzucht als Problem

Die Pflanzenwelt ist von diesem Problem nicht ausgenommen, auch hier stellt das ständige Einkreuzen von Individuen der gleichen Abstammungslinie, wie der Prozess der Inzucht wissenschaftlich korrekt beschrieben lautet, eine Herausforderung dar. Es ist seit langem bekannt, dass dies zu einer Verringerung der genetischen Tauglichkeit der Nachkommen führen kann, der sogenannten Inzuchtdepression. Dennoch sind im Hinblick auf die Auswirkungen der Inzucht auf die Anpassung an unterschiedliche Umgebungen noch viele Fragen offen. Auch deshalb erforschen die Menschen seit rund zwei Jahrhunderten die Fortpflanzungsarten bei Pflanzen.

Eine neue Studie setzt sich genau mit diesem Thema auseinander. Die Forscher gingen der Frage nach, welche Auswirkungen unterschiedliche Fortpflanzungsstrategien bei der Pferdenessel (Solanum carolinense), einem in den USA vorkommendem Nachtschattengewächs, auf die Abwehr der Pflanze haben. Im Zuge der Studie zeigte sich, dass Inzuchtpflanzen bei Angriffen durch Fraßfeinde deutlich langsamer und schlechter reagieren als ausgekreuzte Pflanzen, die mit unterschiedlichen Linien eingekreuzt wurden.

Weniger pflanzliche Botenstoffe

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Weniger Wachstum und eine geringere Pflanzenhöhe sind Folgen der verminderten Hormonproduktion bei Inzuchtlinien der Pferdenessel.

Weniger Wachstum und eine geringere Pflanzenhöhe sind Folgen der verminderten Hormonproduktion bei Inzuchtlinien der Pferdenessel.

Bildquelle: © Cody Hough /wikimedia.org; CC BY-SA 3.0

Die meisten Pflanzen können sich per Inzucht fortpflanzen und sich trotzdem an Umweltveränderungen und Stress ausreichend anpassen, um zu überleben. Die jüngsten Forschungsergebnisse aus den USA machen aber deutlich, dass Inzuchtpflanzen klar im Nachteil gegenüber ihren ausgekreuzten Verwandten sind.

Eine zentrale Erkenntnis des Teams aus Biologen ist, dass Inzucht zu einer verringerten Produktion bestimmter Phytohormone führt, die für das Wachstum und die Abwehr von Pflanzen wichtig sind. Drei von vier gemessene Botenstoffe traten in deutlich geringeren Mengen auf, als dies bei den nicht-reinerbigen Pflanzen der Fall war. Die Inzuchtlinien produzierten 60% weniger Jasmonsäure und nur etwa die Hälfte der Abscisinsäure, das bei der frühen Entwicklung von Pflanzen eine Rolle spielt. Das Wachstumshormon Indol-3-essigsäure war in den Inzuchtlinien um 27 Prozent reduziert. In der gedrosselten Hormonproduktion sehen die Wissenschaftler die Ursache dafür, dass die reinerbig gezüchteten Pflanzen bei Fraßschäden ihre Abwehr- und Wachstumshormone weitaus langsamer aktivierten, als die genetisch variableren Linien.

Schäden werden schlechter kompensiert

Die Folgen für die betroffenen Pflanzen konnten in den Versuchen recht gut aufgezeigt werden. Während die ausgekreuzten Pflanzen nach Beschädigung ihr Wachstum ankurbelten und an Blatt-Biomasse zunahmen, kam es bei Inzuchtpflanzen zum entgegengesetzten Effekt: Die Herbivorie führte zu einem Rückgang des Blattaufbaus. Ganz ähnlich wirkte sich die Inzucht auf die Höhe der Pflanzen aus. Diese, so fanden die amerikanischen Biologen in ihren Versuchen heraus, fiel bei Inzuchtpflanzen nach Beschädigung deutlich geringer aus, als bei ausgekreuzten Verwandten.

Die Forschungsergebnisse unterstreichen jedenfalls die Bedeutung einer vielfältigen Pflanzenwelt. Interessant sind sie vor allem im Hinblick auf Pflanzen, die in Umgebungen mit einer eingeschränkten Möglichkeit zur Partnerwahl leben, beispielsweise durch Veränderung und Fragmentierung der Landschaft durch den Menschen. Diese werden, so die Erkenntnisse aus der Studie, durch Inzuchtdepression nicht nur anfälliger, sondern können sich auch schlechter an Umweltveränderungen und Stress anpassen.

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