Bestäubung Pflanzen passen sich ihren Bestäubern an

Pflanzen haben während der Evolution ihre Blüten verändert, um neue und passende Bestäuber anzulocken. Berner Pflanzenwissenschaftler haben nun einen Mechanismus entdeckt, wie Pflanzen dies in wenigen Generationen schaffen. Das Verständnis dieses Prozesses kann zu einem gezielten Schutz von bedrohten Arten beitragen.

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Bern/Schweiz – Pflanzen sind fest im Boden verankert und brauchen Hilfe, um sich fortpflanzen zu können. Mit ihren attraktiven Blüten locken sie Bestäuber an, die für die Übertragung des Pollens mit Nektar belohnt werden. Auf den jeweiligen Bestäuber ist aber nicht immer Verlass, weil zum Beispiel der Klimawandel die Populationen beeinflussen kann. Auch damit der Pollen nur innerhalb der gleichen Art übertragen wird, haben sich die Pflanzen im Verlauf der Evolution angepasst. Berner Forschende um Cris Kuhlemeier, Professor am Institut für Pflanzenwissenschaften, haben nun anhand von Petunien herausgefunden, wie diese Anpassung vor sich geht.

Wenige Mutationen haben große Auswirkungen

Den in Südamerika heimischen Petunien kommt ein besonderer Stellenwert in den Laboratorien für Pflanzenbiologie zu, da mehrere Arten existieren, die jeweils spezielle Merkmale in der Morphologie, beim Duft oder der Farbe der Blütenblätter aufweisen und entsprechend unterschiedliche Bestäuber anlocken.

So sind beispielsweise die Blüten von Petunia axillaris weiß, absorbieren UV-Licht und duften stark in der Abenddämmerung. Sie werden von großen Nachtfaltern (Motten) bestäubt. Die Petunia exserta dagegen blüht rot, reflektiert UV-Licht, duftet überhaupt nicht und wird durch Kolibris bestäubt. Zudem ragen die Narben und Staubblätter weit über die Petunienblüte hinaus – ein besonderes Merkmal, das ebenfalls auf eine Anpassung an die Bestäubung durch Vögel hinweist.

Während früher die Auffassung herrschte, dass die Artbildung in vielen kleinen Schritten abläuft und Millionen von Jahren in Anspruch nimmt, wurden in den letzten Jahren immer mehr Fälle entdeckt, in denen die Artbildung durch nur wenige Mutationen mit großen Auswirkungen ausgelöst wurde.

Kreuzung zwischen verschiedenen Petunien-Arten

Dies konnten die Berner Forschenden anhand der Petunie nachweisen: Das Team um Kuhlemeier kreuzte die mottenbestäubte Petunia axillaris mit der kolibribestäubten Petunia exserta und untersuchte die Nachkommen. „Wir konnten so zeigen, dass tatsächlich nur eine kleine Zahl von Mutationen den Unterschied zwischen der Nachtfalterblüte und der Kolibriblüte bestimmt“, erklärt Kuhlemeier.

Überraschend war jedoch, dass die für die Blütenfarbe, UV-Absorption, Duftbildung und das Aussehen der Petunienblüte verantwortlichen Gene ganz nahe beieinander auf dem gleichen Chromosom liegen und daher fast immer zusammen vererbt werden.

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