5. Juni 2020


Geheime Gene der Pflanzen

Obwohl die meisten Pflanzenarten zwittrig sind, ist bei der Evolution vieler Baumarten und verschiedener Nutzpflanzen eine Trennung der Geschlechter (Diözie) entstanden. Die zugrunde liegende Genetik ist allerdings weitestgehend unbekannt. Ein internationales Forscherteam unter Führung des Thünen-Instituts für Forstgenetik konnte zeigen, dass bei Pappeln ein einzelnes Gen für die Geschlechtsbestimmung verantwortlich ist. Die jetzt in ‚Nature Plants‘ veröffentlichten Ergebnisse sind von allgemeiner Bedeutung für das Verständnis und die Züchtung getrenntgeschlechtlicher Pflanzen

Geschlechtswechsel durch die Inaktivierung eines einzelnen Gens mithilfe der ‚Genschere’ CRISPR-Cas9: Weibliche Wildtyp-Blüten (WT) können durch Mutation des ARR17-Gens (arr17) in Männchen umgewandelt werden. Anstatt des weiblichen Fruchtblattes entwickeln sich mehrere männliche Staubblätter. © Thünen-Institut/FG

Bei Säugetieren kontrollieren X- und Y-Chromosomen das Geschlecht. Ein Master-Regulator-Gen auf dem Y aktiviert die männliche Entwicklung, ohne diesen Faktor entstehen Weibchen. Bei Pflanzen wird eine grundlegend andere Genetik angenommen. Da die meisten Pflanzen zwittrig sind, werden für die Evolution von getrenntgeschlechtlichen Pflanzen Mutationen in zwei Genen vorausgesetzt – eine zur Regulation der weiblichen Fruchtblätter und eine zur Regulation der männlichen Staubblätter. Die notwendige genetische Kopplung dieser zwei Mutationen soll die Entstehung von Geschlechtschromosomen initiieren.

[…] Durch einen Ein-Gen-Mechanismus entfällt die Notwendigkeit, zwei Mutationen auf einem Chromosom – dem entstehenden Geschlechtschromosom – zusammenzubringen. Die Geschlechtschromosomen können dadurch ihre genetische Information frei austauschen und schützen sich so vor dem genetischen Zerfall. Der für Pappeln gezeigte Mechanismus könnte deutlich weiter verbreitet sein als bisher angenommen. Die beschriebenen Ergebnisse sind deshalb von allgemeiner Bedeutung für die Untersuchung und Züchtung diözischer, d.h. getrenntgeschlechtlicher Pflanzen wie Erdbeere, Spinat oder Esche. Zukünftige Vergleiche verschiedener diözischer Pflanzenarten werden aufdecken, welchen Einfluss verschiedene Systeme zur Geschlechtsbestimmung auf die Evolution von Pflanzen haben.

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„It’s not about the money, money, money“

Eine aktuelle an der Universität für Bodenkultur Wien (BOKU) durchgeführte Studie untersucht den Stand der Wissenschaft zur Zahlungsbereitschaft für Bio-Lebensmittel. In einer Meta-Studie wurden die wissenschaftlichen Erkenntnisse seit der Jahrtausendwende untersucht und ausgewertet. Aus annähernd 34.000 Publikationen auf Google Scholar, die sich international mit dem Thema „organic food“ beschäftigten, wurden letztlich 138 wissenschaftliche Studien ausgewählt, in denen Erkenntnisse zur Zahlungsbereitschaft der Konsument*innen für Bio-Produkte veröffentlicht wurden. Deren Analyse zeigt, dass sich Umwelt- und Gesundheitsbewusstsein am häufigsten auf die Zahlungsbereitschaft auswirken – wobei das intrinsische Motiv des Gesundheitsbewusstseins zumindest ebenso wichtig zu sein scheint wie das extrinsisch motivierte Umweltbewusstsein. 

Photo by Markus Spiske on Pexels.com

Ähnlich positiv wirken sich Qualität und Regionalität auf die Zahlungsbereitschaft aus. Ein weiterer entscheidender Faktor ist, wo wir unsere Lebensmittel einkaufen. Beispielsweise sind Konsument*innen bereit, mehr für Bio-Produkte auszugeben, wenn diese direkt vom Bauern am Markt erworben werden können.

[…] Soziodemographische Merkmale wie Alter, Einkommen und Geschlecht beeinflussen hingegen die Zahlungsbereitschaft kaum; wenige Studien konnten hier signifikante Zusammenhänge feststellen. Die Motivlage zur Zahlungsbereitschaft für Bio-Produkte zieht sich durch alle Bevölkerungsschichten, eine eindeutige Zuordnung etwa nach Einkommens- oder Bildungsschichten sowie sozialer Klasse ist nicht erkennbar

Die Erkenntnisse der BOKU-Studie lassen darauf schließen, dass im Bio-Bereich die Themen Umwelt, Gesundheit und Regionalität weiter an Bedeutung gewinnen werden und von der Landwirtschaft bis zum Handel adressiert werden können. Ein Fokus etwa auf sozio-demographisch definierte Zielgruppen erscheint demgegenüber weniger zielführend. 

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Verbundenheit von Tier, Mensch und Umwelt

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Der Ausbruch des SARS-CoV-2 bestätigt nur noch einmal, was wir eigentlich schon längst wissen: Wir sind mit der Umwelt und den Lebewesen auf unserer Erde verbunden, ob wir nun direkten Kontakt zu ihnen haben oder nicht. Damit mit möglichen Problemen, die durch solche Interaktionen entstehen, besser umgegangen werden kann, ist die Zusammenarbeit von unterschiedlichen Kompetenzbereichen gefragt. Dieses Prinzip trägt den Namen One Health und wird u. a. an der Universität Melbourne bereits in der Forschung genutzt. Hierbei treffen Experten aus Human-, Tiermedizin, Umweltwissenschaften und der Öffentlichkeit zusammen, die sich austauschen und ggf. Ressourcen teilen, um möglichst schnell einen Ausweg aus brenzligen Situationen zu finden – wie eben jetzt mit dem „Coronavirus“. In der Vergangenheit konnten bereits durch Ausbrüche von SARS-CoV (2003) und MERS (2012) die Basis für solche Kollaborationen gelegt werden.

Das One Health-Konzept wird auch in Zukunft eine wichtige Rolle spielen, denn durch die zunehmende Urbanisierung und Globalisierung, dem voranschreitenden Klimawandel und der Zerstörung von Habitaten kann es zu einem größerem Erregerdruck kommen. Insbesondere für die Prävention und die Antwort auf neue Krankheiten, die von Tier auf Mensch übertragen werden, ist ein solcher fachübergreifender Ansatz wichtig.

Im Nachhinein kann es zudem nachteilig sein, wenn man sich während der Analyse nur auf Teilaspekte konzentriert hat, anstatt das Gesamtbild zu betrachten, da u.a. Verbindungen oder Wechselwirkungen nicht mit bedacht wurden. Die Aspekte der Umwelt- und der Tierwissenschaften mit denen der Humanmedizin ist also durchaus sinnvoll und wirkt sich positiv auf den Erkenntnisgewinn in den drei Bereichen aus.

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