Evolution der Landpflanzen

Gentransfer: Bakterien halfen Pflanzen das Land zu erobern

Ein internationales Team von Wissenschaftlern unter Leitung von Prof. Dr. Michael Melkonian von der Universität Duisburg-Essen hat die Genome von zwei Zieralgen sequenziert und stieß dabei auf überraschende Erkenntnisse. Das Fachmagazin Cell berichtet in seiner aktuellen Ausgabe darüber.

Die Alge Spirogloea muscicola wurde inzwischen in die CCAC (Central Collection of Algal Cultures), die weltweit größte Algensammlung, aufgenommen, die sich seit Anfang des Jahres durch eine Schenkung der Universität zu Köln an der UDE befindet. © CCAC

Eine Studierendenexkursion 2006 in die Eifel war Ausgangspunkt der neuen Erkenntnisse: „Im Rurtal, in der Nähe von Monschau, wurde ein grüner Belag von einem Stein gesammelt“, erinnert sich Prof. Melkonian, der als Seniorprofessor von Köln an die UDE-Fakultät für Biologie gewechselt ist. „Im Labor stellte sich heraus, dass es sich um eine Zieralge handelte, die ein französischer Naturforscher 1843 erstmals in Nordfrankreich gefunden hatte, die jedoch in Vergessenheit geraten war.“

Alge als nächstlebende Verwandte der Landpflanzen

Die Genomsequenzierung und Stammbaumanalysen zeigten, dass die Alge Spirogloea muscicola nicht nur eine neue Unterklasse (Spirogloeophycidae) innerhalb der Zierlagen bildet, sondern auch die nächste lebende Verwandte der Landpflanzen, wie z.B. Moose, Farne oder Samenpflanzen ist. Die Alge wurde inzwischen in die CCAC (Central Collection of Algal Cultures), die weltweit größte Algensammlung, aufgenommen, die sich seit Anfang des Jahres durch eine Schenkung der Universität zu Köln an der UDE befindet.

Die Genome dieser und einer weiteren, in terrestrischen Lebensräumen, lebenden Zieralge hielten noch eine weitere Überraschung bereit. „Wir fanden nicht nur Gene, die sonst nur bei Landpflanzen vorkommen, sondern konnten für zwei Genfamilien, die eine wichtige Rolle bei der Antwort von Pflanzen auf z.B. Trockenstress, spielen, nachweisen, dass sie von Bodenbakterien durch Gentransfer in die Algen gelangten“, so Prof. Melkonian.

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Der „horizontale“ Gentransfer von Bodenbakterien in die Vorläufer der heutigen Landpflanzen erleichterte es den ersten Pflanzen den Widrigkeiten eines Lebens auf dem Land zu trotzen und ermöglichte so die Evolution einer Vegetation, die Tier und Mensch als Lebensgrundlage dient.

Publikation:
doi: be 10.1016/j.cell.2019.10.019

Quelle: UDE

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