Quantensprung
Doppelte Gene gegen das Massensterben

In der Geschichte der Erde hat es mehrere Massensterben gegeben. Wissenschaftler haben untersucht, ob die Chancen, eine solche Katastrophe zu überleben, für alle Lebensformen gleich sind - und sind dabei einem interessanten Phänomen auf die Spur gekommen.
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In der Geschichte des Lebens gab es bisher fünf Massenaussterben, die jeweils dazu führten, dass sehr viele Arten aller Lebensformen innerhalb von geologisch kurzen Zeiträumen ausstarben.

Das jüngste Massenaussterben passierte vor etwa 65 Millionen Jahren und wurde entweder durch verstärkte Vulkanaktivitäten oder den Einschlag eines Asteroiden – oder beides – verursacht. Die Erde war wahrscheinlich für längere Zeit verdunkelt, viele Pflanzen- und etwa die Hälfte aller Tierarten inklusive der Dinosaurier starben aus.

Sind die Chancen, so eine Katastrophe zu überleben, für alle Lebensformen gleich? Yves Van de Peer und Mitarbeiter von der Universität von Gent in Belgien haben gerade in der Zeitschrift PNAS eine vergleichende Studie an mehreren Pflanzengenomen veröffentlicht. Darin zeigen sie, dass viele der Pflanzen, die heute noch leben, vor etwa 65 Millionen Jahren eine Verdopplung ihres Genoms erlebten.

Duplikationen des gesamten Genoms passieren sehr selten und haben wahrscheinlich fast immer negative Auswirkungen: Plötzlich gibt es doppelt so viele Gene, deren Funktionen koordiniert werden müssen.

Manchmal haben Genomduplikationen aber auch positive Folgen. Zum Beispiel ist die Mehrzahl unserer Nutzpflanzen polyploid – das erklärt womöglich ihre vergrößerten Früchte und andere Effekte der Domestizierung. Polyploidie, also die Verdopplung des Genoms, passiert auch gelegentlich, wenn neue Arten durch Hybridisierung aus zwei anderen Arten entstehen.

Polyploide Arten und Hybride können unter bestimmten Umweltbedingungen einen Selektionsvorteil haben. So überleben beispielsweise in mit Schwermetallen verseuchten Gebieten polyploide und hybride Pflanzen oft besser. Möglicherweise wurde also die Wahrscheinlichkeit, bei der Katastrophe auszusterben, durch eine zufällige Genomverdopplung verringert. Vorausplanen konnten die Pflanzen dies natürlich nicht; sie hatten einfach nur Glück, dass sich ihr Genom gerade zu dem Zeitpunkt verdoppelt hatte, als der Asteroid vom Himmel fiel.

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