idw – Informationsdienst Wissenschaft
Nachrichten, Termine, Experten
Nachrichten, Termine, Experten
Landpflanzen bedecken die Oberfläche unseres Planeten, sie sind unter, um und über uns. Sie bilden komplexe Körper mit einer Vielzahl von Organen, die sich wiederum aus einer Vielzahl von Zelltypen zusammensetzen. Die Grundlage dieser morphologischen Komplexität sind unter anderem komplizierte Netzwerke von Genen, deren koordinierte Wirkung die Pflanzenkörper durch verschiedene molekulare Mechanismen formt – seien es winzige Moosblättchen, emporragende Baumstämme, verborgene Wurzeln oder beindruckende Seerosenblüten.
All diese prächtigen Formen sind aus einem einmaligen evolutionären Ereignis hervorgegangen: der Eroberung des Landes durch die Pflanzen. Unter den Algen, die am engsten mit den Landpflanzen verwandt sind, finden sich verschiedene Wuchsformen, von einzellig bis hin zu komplexeren Zellfäden. Aus dieser Gruppe von Verwandten hat ein internationales Forschungsteam unter der Leitung der Universitäten Göttingen und Nebraska-Lincoln nun die ersten Genomdaten solcher komplexen Exemplare gewonnen, und zwar von vier fadenförmigen Sternalgen der Gattung Zygnema. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature Genetics veröffentlicht.
Die Forschenden arbeiteten mit insgesamt vier Algenstämmen, zwei aus einer Kultursammlung in den USA und zwei, die in der Sammlung von Algenkulturen der Universität Göttingen aufbewahrt werden. An der Forschung waren mehr als 50 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus neun Ländern beteiligt, die eine Reihe modernster Sequenzierungstechniken kombinierten, um die gesamte DNA-Sequenz der Algen zu entschlüsseln. Die Methoden ermöglichten es ihnen, vollständige Genome dieser Organismen auf der Ebene ganzer Chromosomen zu erstellen – was bei dieser Gruppe von Algen noch nie zuvor gemacht wurde. Der Vergleich dieser hoch aufgelösten Genome mit denen anderer Pflanzen und Algen führte zur Entdeckung wichtiger Signalgene für die Antwort auf sich verändernde Umweltbedingungen.
„Viele dieser Gene sind die Grundlage für molekulare Funktionen, die für die Entstehung der ersten mehrzelligen Landpflanzen wichtig waren“, erklärt Dr. Iker Irisarri vom Leibniz-Institut zur Analyse des Biodiversitätswandels. „Es ist faszinierend, dass die genetischen Bausteine, deren Ursprünge Millionen von Jahren vor den Landpflanzen liegen, sich in den Vorfahren der Pflanzen und Algen dupliziert und diversifiziert haben und so die Evolution einer spezialisierten molekularen Maschinerie ermöglichten.“
„Diese Genomdaten bilden eine wertvolle, qualitativ hochwertige Forschungsgrundlage für die gesamte Pflanzenwissenschaft. Und auch die zugrundeliegenden Organismen stehen als lebende Referenzen in der Sammlung von Algenkulturen für vergleichende Experimente dauerhaft zur Verfügung“, ergänzt Prof. Dr. Jan de Vries von der Universität Göttingen. „Unsere eigenen Analysen konnten bereits komplizierte Verbindungen zwischen Umweltreaktionen und genetischen Programmen aufdecken. Dies wirft ein Licht auf eine der wichtigsten Eigenschaften von Landpflanzen: die Fähigkeit, ihr Wachstum und ihre Entwicklung jeweils an die Umgebung, in der sie leben, anzupassen – ein Prozess, der als Entwicklungsplastizität bekannt ist.“
Prof. Dr. Jan de Vries
Georg-August-Universität Göttingen
Fakultät für Biologie und Psychologie
Institut für Mikrobiologie und Genetik
Goldschmidtstraße 1, 37077 Göttingen
E-Mail: devries.jan@uni-goettingen.de
Internet: http://www.uni-goettingen.de/de/613776.html
Xuehuan Feng et al. Genomes of multicellular algal sisters to land plants illuminate signaling network evolution. Nature Genetics 2024. http://www.nature.com/articles/s41588-024-01737-3.
https://www.uni-goettingen.de/de/3240.html?id=7440 Fotos
Criteria of this press release:
Journalists, all interested persons
Biology, Environment / ecology, Oceanology / climate
transregional, national
Research results, Scientific Publications
German
You can combine search terms with and, or and/or not, e.g. Philo not logy.
You can use brackets to separate combinations from each other, e.g. (Philo not logy) or (Psycho and logy).
Coherent groups of words will be located as complete phrases if you put them into quotation marks, e.g. “Federal Republic of Germany”.
You can also use the advanced search without entering search terms. It will then follow the criteria you have selected (e.g. country or subject area).
If you have not selected any criteria in a given category, the entire category will be searched (e.g. all subject areas or all countries).
