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Lehrstuhl für Botanik I - Pflanzenphysiologie und Biophysik

Evolution der Carnivorie

Das fangen und Verwerten tierischer Beute scheint zunächst eine sehr spezielle Verhaltensweise mancher Pflanzen zu sein, aber dank jüngerer Forschung wissen wir mittlerweile, dass sich die Carnivorie in Pflanzen mindestens sechsmal unabhängig voneinander entwickelt hat. Innerhalb der Ordnung der Nelkenartigen können diverse Fangmechanismen wie z.B. die Fallen von Kannenpflanzen oder Klebfallen wie die des Sonnentau (Drosera) beobachtet werden. Die Schnappfallen von Dionaea muscipula und ihres Schwestertaxons Aldrovanda vesiculosa entwickelten sich vor mindestens 65 Millionen Jahren und scheinen einen evolutionären Fortschritt ausgehend von Klebfallen zu sein. Schnappfallen haben die Fähigkeit entwickelt, sich schnell bewegende Tiere bzw. Insekten innerhalb eines Bruchteils einer Sekunde zu fangen. Zu diesem Zweck besitzen sie einzigartige Sinnesorgane (sog. Triggerhaare), die bei Stimulations Aktionspotentiale feuern, die an die neuronale Übertragung bei Tieren erinnern. Wir wissen mittlerweile, dass die Erzeugung von Aktionspotentialen in Tieren und Pflanzen auf unterschiedlichen molekularen Mechanismen beruht. Wir werden durch die Erforschung & das Verständnis dieser fundamentalen Unterschiede ein Bewusstsein dafür schaffen, wie die konvergente Evolution in beiden Phyla zu analogen Phänomenen.

Aufgrund der zuvor genannten Verwandschaft mit Dionaea haben wir uns für vergleichende Genom-Analysen der aquatischen Wasserfalle Aldrovanda vesiculosa zugewandt. Ähnlich wie bei der Venus-Fliegenfalle wurden verschiedene sog. „Next Generation“-Sequenziertechniken angewendet, um eine Referenz für Vergleichsstudien über den Lebensstil und die Evolution dieser faszinierenden Pflanzen zu generieren.

Aldrovanda vesiculosa während des Verdaus aquatischer Crustaceen.
Aldrovanda vesiculosa während des Verdaus aquatischer Crustaceen.
(Foto: I. Kreuzer, Universität Würzburg 2017)
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