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03/06/2025 11:02

600 Millionen Jahre Stress

Thomas Richter Öffentlichkeitsarbeit
Georg-August-Universität Göttingen

    Wie haben frühe Landpflanzen die Herausforderungen ihrer neuen Umgebung gemeistert? Und wie haben Pflanzen es geschafft, trotz der Stressoren an Land eine immense Artenvielfalt zu entwickeln? Dazu haben Forschende unter Leitung der Universität Göttingen neue Erkenntnisse gewonnen: Sie verglichen Algen und Landpflanzen, die 600 Millionen Jahre unabhängiger Evolution durchlaufen haben, und entdeckten genetisch ähnliche Stressreaktionen. Die Ergebnisse hat das Team in einem umfassenden Datensatz festgehalten. Sie wurden in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht.

    Von Moosen über Farne und Gräser bis hin zu Bäumen – Pflanzen sind essenziell für die Menschheit. Sie sind unsere Nahrung, dienen als Tierfutter und liefern Holz. All diese Vielfalt ist aus einem gemeinsamen Algenvorfahren hervorgegangen, der vor langer Zeit das Land erobert hat. Der Erfolg der Landpflanzen ist überraschend, weil es sich um einen anspruchsvollen Lebensraum handelt. An Land führen rasche Veränderungen der Umweltbedingungen zu Stress, und Pflanzen haben einen komplexen molekularen Mechanismus, um darauf zu reagieren.

    Um diesen Mechanismus weiter zu entschlüsseln, konzentrierte sich das Forschungsteam auf eine besondere Algengruppe: Die sogenannten Zygnematophyten sind einzellige und fadenförmige Algen und die engsten Verwandten der Landpflanzen. Die Forschenden nutzten Hunderte Proben von Moos- und Algenkulturen, die Umweltstressoren ausgesetzt waren. Mit Hilfe fortschrittlicher bioinformatischer Methoden erhielten sie ein umfassendes Bild davon, wie die Organismen über einen Zeitraum von mehreren Stunden auf die Herausforderungen dynamisch reagierten. Weitere Analysen offenbarten ein gemeinsames Netzwerk der Genregulation, also ähnliche genetische Mechanismen zur Steuerung der Genaktivität.

    Forschungsleiter Prof. Dr. Jan de Vries von der Abteilung für Angewandte Bioinformatik der Universität Göttingen erklärt: „Eine große Überraschung war, dass wir mehrere stark miteinander verbundene Gene – sogenannte ‚Hubs‘ – in dem Netzwerk gefunden haben. Und dass sich solch unterschiedliche Organismen, die sich evolutionär gesehen vor etwa 600 Millionen Jahren voneinander getrennt haben, diese Hubs teilen. Diese Knotenpunkte scheinen Informationen zu bündeln und die Reaktion des gesamten Netzwerks zu formen.“

    „Jetzt haben wir einen umfassenden Datensatz von Stressreaktionen, der genetische und biochemische Informationen kombiniert. Die Reaktionen können weiter auf ihre physiologischen Auswirkungen in der gesamten Pflanzenvielfalt untersucht werden“, ergänzt Erstautor Dr. Tim Rieseberg von derselben Abteilung.


    Contact for scientific information:

    Prof. Dr. Jan de Vries
    Georg-August-Universität Göttingen
    Fakultät für Biologie und Psychologie
    Institut für Mikrobiologie und Genetik – Abteilung für Angewandte Bioinformatik
    Goldschmidtstraße 1, 37077 Göttingen
    Telefon: 0551 39-13995
    E-Mail: devries.jan@uni-goettingen.de
    Internet: http://www.uni-goettingen.de/de/613776.html


    Original publication:

    Tim P. Rieseberg et al. Time-resolved oxidative signal convergence across the algae–embryophyte divide. Nature Communications (2025). DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-025-56939-y


    More information:

    https://www.uni-goettingen.de/de/3240.html?id=7739 Link zur Pressemitteilung mit Bildmaterial zum Download


    Images

    Das verzweigt wachsende Moos „Physcomitrium patens“, an dem die Forschenden Stressreaktionen untersuchten und mit Algen verglichen (Lichtmikroskopische Aufnahme)
    Das verzweigt wachsende Moos „Physcomitrium patens“, an dem die Forschenden Stressreaktionen untersu ...
    Tatyana Darienko
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    Die Sternalge „Zygnema circumcarinatum“ zeigt ähnliche Stressreaktionen wie das Moos (Lichtmikroskopische Aufnahme)
    Die Sternalge „Zygnema circumcarinatum“ zeigt ähnliche Stressreaktionen wie das Moos (Lichtmikroskop ...
    Tatyana Darienko
    Tatyana Darienko


    Criteria of this press release:
    Journalists
    Biology, Environment / ecology, Zoology / agricultural and forest sciences
    transregional, national
    Research results, Scientific Publications
    German


     

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