Der einfache Weg zum Glück

Die „Entzauberung“ der Welt durch die Naturwissenschaft geht weiter. Pflanzenforscher beenden die Periode des Pechs. Sie finden die Genregion, die aus einem gewöhnlichen Kleeblatt einen Glücksbringer macht. Aber auch andere Eigenschaften der Blätter wurden von den Forschern genauer unter die Lupe genommen.

Der Weiße Klee (Trifolium repens L.) ist eine wichtige Futterpflanze für die Tierhaltung. Aber auch als Zierpflanze hat dieser nicht nur wegen der seltenen Vierblättrigkeit zum Jahreswechsel und als Hochzeitsgeschenk Bedeutung. Nur 0,01 bis maximal 1 Prozent der Kleepflanzen sind „vierblättrig“, also vierzählig gefingert. Der dokumentierte Rekord liegt bei 18 Blättern. Weißer Klee ist darüber hinaus für seine ziervolle Pigmentierung bekannt. 

Kleeblätter faszinieren die Menschen seit Langem. Bereits den antiken Naturforschern war Klee bekannt. Es ist vor allem die Dreiblättrigkeit, die ästhetisch wirkt und im Sinne einer Dreifaltigkeit sowohl im christlichen Glauben wie bereits zu Zeiten der Perser interpretiert wurde. Das Kleeblatt gilt zudem als Symbol der Liebe. Diverse Kleearten sind auch alte Heilpflanzen. Und auch als ackerbauliche Pflanze kann Klee auf eine lange Geschichte zurückblicken. Im vorderen Asien wurde die Pflanze bereits in frühchristlicher Zeit angebaut. 

Glücksbringer, Viehfutter und mehr

Der Klee hat ein weites Verbreitungsgebiet. Für den größten Artenreichtum ist die Mittelmeerregion bekannt. Dort wird auch das Ursprungszentrum vermutet. Knapp 250 Arten gehören zur Gattung Klee. Knapp 20 davon werden landwirtschaftlich genutzt. Auf Grund einer Symbiose mit Bodenbakterien (Knöllchenbakterien), welche in der Lage sind, den Luftstickstoff zu binden und den Pflanzen verfügbar zu machen, kommt dem Klee eine wichtige Funktion in der Fruchtfolge zu. Zusammen mit anderen Schmetterlingsblütengewächsen (Leguminosen) hat Klee nach einer rücklaufenden Entwicklung sicherlich noch eine große Zukunft vor sich. Steigende Energiepreise und die Reduktion von Treibhausgasemissionen in der Landwirtschaft werden zukünftig den Anbau von Leguminosen fördern und die synthetische Stickstoffherstellung über das Haber-Bosch Verfahren sinnvoll ergänzen. 

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Verschmolzene Genome erschweren die Analyse

Weißer Klee ist eine fremdbefruchtende, hochgradig heterozygote (mischerbig), allotetraploide Pflanze. Letzteres bedeutet, dass sich zwei unterschiedliche Genome im Weißen Klee manifestieren. Wie es zu dieser Verschmelzung der Genome kam, ist bis heute ungeklärt. Der einfache Chromosemensatz besteht aus 8 Chromosomen, so dass Trifolium repens insgesamt 32 Chromosomen vorweisen kann. Einfach gehaltene Erbgangstudien al la Mendel sind bei dieser komplexen Genetik schwierig und nicht eindeutig. Auch sind viele Genwirkungen stark umweltabhängig. Die Temperatur ebenso wie die Nährstoffversorgung können beim Klee merkmalsprägend sein. 

Neue Analysemethoden erweitern den Blick

Mit Hilfe molekularer Marker konnten nun einige Geheimnisse des weißen Klees gelüftet werden. Dabei konzentrierten sich die Forscher auf morphologische Eigenschaften der Blätter. Deren bekanntestes Merkmal ist sicherlich die Vierblättigkeit. Das Auftreten der Vierblättrigkeit ist wiederum stark umweltabhängig. Auch in der nun vorliegenden Studie konnte das rezessive Gen nur mit Mühe und noch wenig präzise verortet werden. Die Forscher vermuten, dass die Mehrblättrigkeit typisch für die Vorfahren heutiger dreiblättriger Klees war. Im Laufe der Evolution wurde dieses Merkmal molekular inhibiert. Nur wenn dieser dominante Inhibitor durch Umwelteinflüsse oder das Zusammentreffen rezessiver Merkmale oder beides lahmgelegt wird, haben wir die Chance vier- oder mehrblättrigen Klee zu finden.

Insgesamt acht morphologische Merkmale wurden von den Wissenschaftlern untersucht. So auch die Frage der Anthocyan-Pigmentierung von Blattbereichen und der Mittelrippe. Seit fast einhundert Jahren „streiten“ sich die Geister, ob nun ein oder mehrere dominante Gene für die Rotfärbung verantwortlich sind. Die merkmalsprägenden Regionen liegen im Genom sehr dicht beieinander, so ein Ergebnis der Studie. Die Hypothese, dass ein Gen für mehrere Merkmale verantwortlich ist, konnte jedoch nicht bestätigt werden. Mindestens zwei Gene sind für die typische Färbung verantwortlich. Durch die physikalische Nähe beider Gene auf dem Chromosom, werden diese in der Regel gemeinsam vererbt. 

Neben dem besseren grundlegenden Verständnis zur Evolutions- und Kulturgeschichte des Klees können durch die veröffentlichten Ergebnisse Pflanzen nun gezielter für ganz spezielle Anwendungen entwickelt werden. Sie können mit Merkmalen ausgestattet werden, welche für Futterpflanzen oder für Zierpflanzen wichtig sind. Mit neuen Varianten des Weißen Klees ist also bereits in naher Zukunft zu rechnen. Wie alle Markertechnologien unterstützt die in der Studie verwendete Methode die Pflanzenzüchtung maßgeblich. Die Forschung ist nun in der Lage, die Pflanzen mit den jeweils gewünschten Eigenschaften bereits in sehr frühen Entwicklungsstadien zu selektieren. Das spart Zeit und Geld.

Damit bei all den wissenschaftlichen Durchbrüchen das Glücksgefühl nicht völlig verloren geht, sei in Erinnerung gerufen, dass laut Volksmund nur zufällig gefundene Pflanzen Glück bringen. Also keine Chance für wissenschaftlich basiertes „Schummeln“.