Fleischfressende Pflanzen: Hochspezialisiert trotz geringer Gen-Anzahl

Das Erbgut der fleischfressenden Pflanzen Venusfliegenfalle, Sonnentau und Wasserfalle (v.l.) ist entschlüsselt (Quelle: Dirk Becker / Sönke Scherzer Dirk Becker und Sönke Scherzer / Universität Würzburg).

Fleischfressende Pflanzen sind eine Besonderheit innerhalb der Pflanzenwelt, da Sie Ihre Nährstoffversorgung zusätzlich durch das Fangen und die Verdauung von Beutetieren gewährleisten. Wissenschaftler einer Kooperation zwischen der Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg und der Universität Okazaki (Japan) haben nun das Erbgut von drei fleischfressenden Pflanzenarten entschlüsselt und analysiert. Obwohl die drei Arten zur Pflanzenfamilie der Sonnentaugewächse gehören, haben sie jeweils andere Lebensräume erobert und eigene Fangmechanismen entwickelt. Bei der Venusfliegenfalle (Dionaea muscipula) und der Wasserfalle (Aldrovanda vesiculosa) sind die Enden der Blätter zu Klappfallen umgestaltet. Der Sonnentau (Drosera spatulata) dagegen setzt seine Beute mit klebrigen Tentakeln auf der Blattoberfläche fest. Zu ihrer Überraschung stellten die Forscher fest, dass die Pflanzen für die Karnivorie vergleichsweise wenige Gene benötigen. Stattdessen gehören die drei untersuchten Arten sogar zu den genärmsten Pflanzen, die bekannt sind. Drosera besitzt 18.111, Dionaea 21.135 und Aldrovanda 25.123 Gene. Die meisten Pflanzen haben dagegen zwischen 30.000 und 40.000 Gene. Dies ist ungewöhnlich, da für die Entwicklung neuer Lebensweisen meist eine Vielzahl neuer Gene benötigt wird. Die Forscher schließen daraus, dass die Spezialisierung auf tierische Nahrung sowohl mit einem Zugewinn, als auch mit einem erheblichen Verlust von Genen einherging. Tatsächlich konnten die Wissenschaftler aufzeigen, dass sich die meisten Gene, die für den Betrieb der Insektenfallen nötig sind, ebenso in leicht veränderter Form bei regulären Pflanzenarten wiederfinden und für die Wurzelbildung und –aktivität nötig sind. Durch zukünftige Forschungsarbeiten sollen die molekularen Grundlagen der Fangfunktion noch weiter analysiert werden, um den Fangmechanismus besser verstehen zu können. Bild: Das Erbgut der fleischfressenden Pflanzen Venusfliegenfalle, Sonnentau und Wasserfalle (v.l.) ist entschlüsselt (Quelle: Dirk Becker / Sönke Scherzer Dirk Becker und Sönke Scherzer / Universität Würzburg).