Wochenchronik: Pflanzenforschung und Botanik #37 (2022)

Das Alter eines Gens bestimmt, wie schnell es sich anpasst. Diese Erkenntnisse demonstrieren, wie die Evolution der Gene als "adaptiver Spaziergang" durch die Zeit verläuft, berichten Forschende des Max-Planck-Instituts für Evolutionsbiologie in Plön und der University of Sussex in Großbritannien im Fachmagazin PLoS Biology. Anhand von zwei verschiedenen Arten, der Fruchtfliege Drosophila melanogaster und der kleinen Blütenpflanze Arabidopsis thaliana, zeigte die Studie, dass das Alter eines Gens die Geschwindigkeit der molekularen Anpassung erheblich beeinflusst und dass Mutationen in jungen Genen tendenziell größere Auswirkungen haben. Diese Ergebnisse liefern den ersten eindeutigen empirischen Beweis dafür, dass die molekulare Evolution über einen langen Zeitraum hinweg einem adaptiven Wanderungsmodell folgt, und ergänzen die vor fast 100 Jahren vorgeschlagene Theorie der Fitnesslandschaft um eine neue Beweislage.

Quelle: MPI für Evolutionsbiologie

Die Biosynthese des Lichtsammelcarotinoids Fucoxanthin ist unerwartet komplex und enthält drei bisher nicht beschriebene Carotinoide als Zwischenstufen. Ausgangspunkt sind Pigmente zum Schutz gegen hohe Lichtintensitäten. Das berichten Forschende der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Die die Arbeitsgruppen von Dr. Martin Lohr an der JGU, Prof. Dr. Graham Peers an der Colorado State University in Fort Collins, USA, und Prof. Dr. Xiaobo Li an der Westlake University in Hangzhou, China, haben den Biosyntheseweg dieses weitverbreiteten Pigmentes in Kieselalgen weitgehend aufgeklärt. Dazu haben sie in der Kieselalge Phaeodactylum tricornutum mit der Genschere CRISPR/Cas9 gezielt Gene für Kandidatenenzyme ausgeschaltet, die eine Ähnlichkeit zu Enzymen mit bereits bekannter Funktion in der Carotinoidbiosynthese von Landpflanzen aufweisen.

Quelle: JGU

Konkurrenz zwischen verschiedenen evolutionären Entwicklungsstadien mehrzelliger Lebenszyklen kann für die Entwicklung einer gesamten Population wichtig sein. Ohne direkte Konkurrenz entscheidet nur die Wachstumsrate einer Population, welcher Lebenszyklus sich durchsetzt. Eine ökologische Konkurrenz dagegen kann zur Selektion von völlig anderen Lebenszyklen führen. Das zeigen Berechnungen in einer neuen Studie des Max-Planck-Instituts für Evolutionsbiologie in Tübingen, die im Fachmagazin eLife erschien.  

Quelle: MPI für Biologie

Ein Plus für die Artenvielfalt – und zugleich bessere Verbrennungseigenschaften, so die Idee: Blühpflanzen wirken sich bei der Energieerzeugung mit Miscanthus rundum positiv aus. Das hochwachsende Gras ist eine wichtige Biomasse-Pflanze in der Bioökonomie, besonders auch zur Energiegewinnung. Um die biologische Vielfalt zu fördern, könnte Miscanthus gemeinsam mit einheimischen, mehrjährigen Blühpflanzen wie Rainfarn, Beifuß, Wilde Karde und Gelber Steinklee angebaut werden. Ein Team von Forschenden der Universität Hohenheim in Stuttgart, des Forschungszentrums Jülich und der Hunan Agricultural University in China hat nun untersucht, wie sich – neben dem Plus für das Ökosystem – die vier ausgewählten Wildpflanzenarten als Additive auf die Verbrennung von Miscanthus zur Energieerzeugung auswirken. Erste Ergebnisse sind Ende August in der Fachzeitschrift Renewable and Sustainable Energy Reviews erschienen und heute der Öffentlichkeit vorgestellt worden.

Quelle: Uni Hohenheim