Mutationen von Pflanzen

Die verschiedenen Rassen unserer Kulturpflanzen haben sich aus Wildformen entwickelt, die der Mensch in Zucht genommen hat. Zur Bildung der Vielfalt aus einer Ausgangsform mussten Änderungen im Erbbestand der Wildform aufgetreten sein, die als veränderte Merkmale weitervererbt wurden. Solche Änderungen im Erbbestand nennt man Mutation. Mutationen treten völlig zufällig und sprunghaft auf. Die meisten sind neutral oder schädlich. In den seltensten Fällen entsteht durch eine Mutation eine Mutante, die an der Pflanze vorteilhafte Eigenschaften aufweist, oder ihr eine höhere Lebenserwartung beschert. Die rotblättrigen Formen der Hasel, des Ahorns, Buchen, Holunder, Erlen und Flieder wie auch die „Trauerformen“ der Weide, Esche, Birke und Ulme sind solche Mutationen. Die meisten unserer Zierpflanzen sind durch Mutationen von Blütenform und Blütenfarbe entstanden. Pflanzen werden vom Menschen weitergezüchtet und werden somit verändert.

Andere beobachtete Veränderungen an Pflanzen sind zum Beispiel:

• Steigerung der Menge eines Inhaltsstoffes (Zuckergehalt in der Zuckerrübe; Farbstoffgehalt in Blüten)
• Vergrößerung eines Organs (Blüte oder Frucht einer Pflanze)

Pflanzen, die einer intensiven UV- oder radioaktiven Strahlung ausgesetzt sind, zeigen gedrungenen Wuchs. Flachlandpflanzen und solche, die während ihres Wachstums nicht so viele Strahlungen abbekommen, zeigen deutlich mehr Wachstum. Es gibt jedoch eine Anzahl von Chemikalien und physikalischen Faktoren, die Mutationen auslösen und damit die Mutationshäufigkeit erhöhen. Eine weit verbreitete Form von Mutation ist die „Polyploisierung“. Darunter versteht man die Vervielfältigung der Chromosomensätze bei Pflanzen. Polyploisierung kann auch experimentell durch das Gift der Herbstzeitlosen erzeugt werden. Die Anzahl der Chromosomensätze variieren bei Pflanzen stark. Bei einer erhöhten Anzahl von Chromosomensätzen nehmen oft das Zellvolumen und die Größe von Organen zu. Riesenwuchs und Organvergrößerungen, wie zum Beispiel bei der Kulturerdbeere, die man im Supermarkt kaufen kann, im Gegensatz zur Walderdbeere, können durch die Polyploisierung erklärt werden. Bilden polyploide Pflanzen Nachkommen mit ihrer diploiden Ausgangsform, so ist der Nachwuchs unfruchtbar, da Störungen während der Halbierung der Chromosomensätze auftreten.

Viele Mutationen lassen sich auf Änderungen oder Defekte in der Entwicklungssteuerung zurückführen. Homeoboxgene rufen bei der embryonalen Entwicklung jeweils bestimmte genetische Sequenzen auf, die dann die entsprechenden Pflanzenteile aufbauen. Bei Beschädigungen in diesem Bereich werden deshalb oft Pflanzenteile an den falschen Stellen, oder sogar doppelt aufgebaut. Diese Form der Mutation bedeutet also lediglich, dass eine vorhandene Information zur falschen zeit abgerufen wird. Alle Verlustmutationen dagegen führen immer zu einer Vereinfachung eines vorhandenen Systems. So können Blüten vollständig aus Kelch- oder Fruchtblättern bestehen. Außerdem können Blüten blattähnliche Formen und Strukturen annehmen. Manche Erbsenmutanten haben Blätter ohne Ranken.

Unter Resistenz versteht man das Phänomen, das Pflanzen gegen ein vorher tödliches Gift widerstandsfähig werden können. Dies wird ebenfalls durch eine Form der Mutation hervorgerufen. Das normalerweise tödliche Gift kann den resistenten Pflanzen nichts anhaben, weil es sie z.B. aufgrund von Stoffwechseldefekten nicht angreifen kann. In einer vergifteten Umwelt können nur die resistenten Pflanzen überleben, die normalen sterben aus. Die Resistenz ist jedoch kein allgemeiner Dauervorteil. In normalen Umgebungen sind resistente Pflanzen benachteiligt, und überleben nur unter Besonderen Bedingungen. Der Ursprung von Resistenz liegt also in dem Verlust des Zugangsweges des Giftes, es ist keine neue Struktur entstanden, sondern nur eine bereits Vorhandene eingeschränkt oder verloren gegangen.

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