Die Teichrose Nuphar polysepalum schließt eine Lücke: mit ihrem doppelten Chromosomensatz bildet sie das fehlende Glied zwischen den beiden großen Gruppen der Samenpflanzen. Dies fanden Joseph Williams und William Friedman von der University of Colorado, Boulder durch DNA-Messungen heraus. Ihre von der National Science Foundation (NSF) unterstützten Untersuchungen veröffentlichten sie im Magazin “Nature” vom 31. Januar 2001.
Für Evolutionsbiologen birgt die Stammesgeschichte der Samenpflanzen nach wie vor ein sehr wesentliches Geheimnis: Wie trennten sich vor etwa 150 Millionen Jahren die Bedecktsamer von den Nacktsamern? Bedecktsamer oder Angiospermen unterscheiden sich von den Nacktsamern, auch Gymnospermen genannt, durch ihre Samenanlagen. Bei Bedecktsamern sind die Samenanlagen in einen Fruchtknoten gebettet. Er bildet später eine mehr oder weniger große Frucht. Mit etwa 240.000 Arten machen sie etwa zwei Drittel der heutigen Pflanzen aus. Die Gymnospermen sind eine kleinere, ursprünglichere Gruppe. Zu ihnen gehören unter anderem alle Nadelgehölze.
Den Embryo im Samen aller Samenpflanzen versorgt ein Nährgewebe. Bei praktisch allen Bedecktsamern enthält dieses Endosperm einen dreifachen Chromosomensatz. Das Nährgewebe der Nacktsamer dagegen trägt nur einen einfachen Chromosomensatz. Wie es zu dem dreifachen Chromosomensatz kam, ist bislang ungeklärt.
Williams und Friedman konzentrierten sich bei ihren Untersuchungen auf die Teichrose. Denn nach letzten molekularbiologischen Untersuchungen zählt die gelb blühende, bei uns auch als “Mummel” bekannte Pflanze zu den ursprünglichsten Angiospermen. Mithilfe eines Fluoreszensmikroskopes maßen sie die DNA-Menge im Endosperm der Teichrosen. Es war diploid ? hatte also einen zweifachen Chromosomensatz. Dies stellte sie genau zwischen die triploiden Bedecktsamer und die haploiden Nacktsamer.
Den Ursprung und die genetische Beschaffenheit des Endosperms zu verstehen, ist von großer Bedeutung für die Welternährung. Zwei Drittel der Kalorien, die Menschen konsumieren stammen aus dem Nährgewebe von Samen. Weizen, Mais, Reis und Gerste ? all dies sind Bedeckstamer.
“Sämtliche großen Kulturen ? ausgenommen die Maori ? entstanden auf dem Rücken des Endosperms mit dem dreifachen Chromosomensatz”, erklärt William Friedman. Durch Züchtung hat der Mensch das Endosperm vom Nährgewebe für den pflanzlichen Embryo zum essentiellen Nahrungsmittel für die ganze Welt gemacht.
Anna Voormann
