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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Wie Pflanzen sich vor fremdem Pollen schützen |
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| | | Weibliche Blütenpflanzen schützen sich vor der Befruchtung durch fremde Arten mit einer Art Schlüssel-Schloss-Prinzip, wie Schweizer Biologen herausgefunden haben. |
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Das sei ein wichtiger Beitrag für das Verständnis der Entstehung von Pflanzenarten, schreiben Miguel Escobar und seine Kollegen von der Universität Zürich.
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"The FERONIA Receptor-like Kinase Mediates Male-Female Interactions During Pollen Tube Reception" von Juan-Miguel Escobar-Restrepo et al. ist in "Science" erschienen (Bd. 317, S. 656; doi: 10.1126/science.1143562). |
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 Abstract |
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Pollenschlauch als Überträger |
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Während bei Säugetieren die männlichen Geschlechtszellen aktiv auf die zu befruchtende Eizelle zuschwimmen, hat es die weibliche Blütenpflanze mit unbeweglichen Spermien zu tun. Als Transportmedium benötigen diese den Pollen, der volkstümlich auch als Blütenstaub bezeichnet wird.
Dieser keimt und bildet den Pollenschlauch aus. Sobald der Schlauch den Embryosack mit der Eizelle erreicht hat, bricht er auf und setzt die beiden Spermien frei.
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Zwei Zellen bilden Türschloss |
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Anders verhält es sich bei der in Zürich untersuchten Mutation der Acker-Schmalwand (Arabidopsis thaliana). Zwar dringt der Pollenschlauch bei dieser als "Feronia" bezeichneten Mutanten ebenfalls in den Embryosack vor. Doch werden die Spermien nicht freigesetzt, und die Befruchtung bleibt aus.
Die Untersuchung dieses Phänomens ergab, dass für das Andocken am Embryosack und das Freisetzen der Spermien zwei Zellen des weiblichen Geschlechtsapparates verantwortlich sind.
Diese werden als Synergid-Zellen bezeichnet und funktionieren ähnlich wie ein Türschloss, wie Juan Miguel Escobar von der Universität Zürich berichtet. Die Synergid-Zellen kommunizieren mittels Enzymen, sogenannten Kinasen, mit dem Pollenschlauch.
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Mutation verhindert Kommunikation |
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Bei der Feronia-Mutante der Ackerschmalwand ist ein Gen in den Synergid-Zellen defekt und eine Kommunikation mit dem Pollenschlauch nicht möglich. Der Schlauch wächst zwar im Embryosack weiter, erkennt aber nicht, dass er am Ziel ist.
Die Spermien werden nicht freigesetzt und die Eizellen nicht befruchtet. "Wenn also das Schloss kaputt ist, hilft auch der richtige Schlüssel nicht weiter", erklärt Escobar.
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Artfremde Pollen bleiben draußen |
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Das gleiche Phänomen zeigt sich auch bei der Bestäubung der Ackerschmalwand mit artfremden Pollen. Hier unterbleibt die Kommunikation, weil der "passende Schlüssel" fehlt. Die fehlende Kommunikation von weiblichen und männlichen Zellen spielt entsprechend eine zentrale Rolle bei der Entstehung der Artengrenze, wie Escobar seine wichtigste Erkenntnis zusammenfasst.
Denn die Blütenpflanzen schützen sich mit diesem Schlüssel-Schloss-Prinzip vor der Befruchtung mit artfremden Pollen. Laut Escobar geht es nun darum, den männlichen Kommunikationspartner der Synergid-Zellen, also den "Schlüssel" zu identifizieren.
[science.ORF.at/APA/AP, 3.8.07]
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01.01.2010 |
