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Biologie - Botanik Flechten
Partnerwahl bei Flechten - Warmes Klima macht wählerisch 2017
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Partnerwahl bei Flechten - Warmes Klima macht wählerisch

Senckenberg-Forschende haben am Beispiel der Flechtengattung Protoparmelia die Zusammensetzung und Evolution der einzelnen Arten von der Arktis bis in die Tropen molekulargenetisch untersucht. Sie fanden heraus, dass das Klima bei dieser Symbiose aus Pilz und Alge wesentlich mitbestimmt, wer mit wem zusammenkommt. Unter anderem sind die flechtenbildenden Pilz- und Algenarten in den Tropen spezialisierter; eine Beobachtung, die auch bereits bei anderen Organismengruppen gemacht wurde. Die Ergebnisse der im Fachjournal "New Phytologist" veröffentlichten Studie tragen zum Verständnis bei, wie das Klima die Interaktion von Organismen beeinflusst und zu Veränderungen in Ökosystemen führen kann.

Die Flechtengattung Protoparmelia ist wahrlich kein glamouröser Vertreter der Flechtensymbiose. Die zwanzig bis dreissig Arten, die zur Gattung gehören, präsentieren sich als kleine, unscheinbare, braune oder schwarze Krusten auf Gestein oder Baumrinde. Umso bemerkenswerter sind da schon die inneren Werte der Lebensgemeinschaft aus Pilz und Alge, denn wenn es um die Anpassung an extreme Umweltbedingungen geht, macht ihnen keiner so schnell etwas vor. Manche Arten kommen nur in arktisch-alpinen Gebieten vor, ihre Verwandten sind - gegensätzlicher könnte es wohl nicht sein - in den Tropen zuhause. "Protoparmelia ist daher ein idealer Modellorganismus, um zu studieren, wie sich Lebensgemeinschaften von nah verwandten Arten in unterschiedlichen Klimata entwickeln", so Prof. Imke Schmitt, Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrum.

Gemeinsam mit ihrem Team hat sie anhand des Erbguts analysiert, aus welchem Pilz und welcher Alge die einzelnen Flechtenarten der Gattung Protoparmelia bestehen. Sie entdeckten, dass die Flechtensymbiose in kälteren Umgebungen promiskutiv ist, d.h. eine Algenart verbandelt sich hier gleich mit mehreren Pilzpartnern. In tropischen und subtropischen Gebieten ist man dagegen wählerischer - die vorkommenden Flechtenarten bestehen meist nur aus einer spezifischen Pilzart und einer spezifischen Algenart. Garima Singh, Doktorandin und Erstautorin der Studie, dazu: "Dieses klimatisch bedingte Muster kennt man bereits von anderen Zweckgemeinschaften, wie Parasit-Wirt- und Pflanze-Bestäuber-Beziehungen. Wir haben es erstmals für die Flechtensymbiose nachgewiesen."

Nachdem bekannt war, wer wo mit wem zusammenlebt, rekonstruierte das Team die bisherige Evolution der jeweiligen Lebensgemeinschaft. Es zeigte sich, dass das Klima mitverantwortlich war für die Häufigkeit bestimmter Evolutionsvorgänge. "In kälteren Regionen spalteten sich die Pilzarten auf, aber die Algenarten folgten dieser Aufspaltung nicht und blieben, wie sie sind. Folglich sehen wir heute verschiedene Pilzarten verbandelt mit derselben Algenart. In wärmeren Regionen waren Partnerwechsel die treibende Kraft der Evolution, das heisst, der Algensymbiont wechselte zu einer anderen Pilzart und wurde in der urprünglichen Art durch eine neue Algenart ersetzt. Diese Erkenntnisse zeigen, dass unter anderem Umweltfaktoren wie das Klima eine dominante Rolle bei der Evolution dieser Lebensgemeinschaft spielen," erklärt Singh.

"Die Ergebnisse unserer Studie lassen uns besser einschätzen wie Organismen, die in enger Symbiose leben, den Klimawandel überstehen können. Eine Möglichkeit ist beispielsweise, dass durch einen Austausch des Symbiosepartners eine bessere Anpassung an die Umwelt gegeben ist. Gleichzeitig sind Flechten ein "Mini-Ökosystem" undliefern uns Anhaltspunkte, um vorherzusagen, wie sich auch kompliziertere Ökosysteme im Zuge des globalen Wandels entwickeln könnten," gibt Schmitt einen Ausblick.

Publikation

Singh, G., Dal Grande, F., Divakar, P. K., Otte, J., Crespo, A. and Schmitt, I. (2016): Fungal-algal association patterns in lichen symbiosis linked to macroclimate. New Phytologist, doi:10.1111/nph.14366

Die Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung

Die Natur mit ihrer unendlichen Vielfalt an Lebensformen zu erforschen und zu verstehen, um sie als Lebensgrundlage für zukünftige Generationen erhalten und nachhaltig nutzen zu können - dafür arbeitet die Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung seit nunmehr 200 Jahren. Die Senckenberg Gesellschaft wurde 1817 gegründet. Ausstellungen und Museen sind die Schaufenster der Naturforschung, durch die Senckenberg aktuelle wissenschaftliche Ergebnisse mit den Menschen teilt und Einblicke in vergangene und gegenwärtige Veränderungen der Natur vermittelt. Die Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung ist ein Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft. Das Senckenberg Naturmuseum in Frankfurt am Main wird von der Stadt Frankfurt am Main sowie weiteren Sponsoren und Partnern gefördert.

Quelle: Text Senckenberg Biodiversität und Klima , Forschungszentrum (SBiK-F), 27. April 2017
Flechten
Flechten sind meist graue, blütenlose Planzen, in welcher Pilze und Algenarten in einer Symbiose zusammenleben. Es gibt Algen, welchemit mehreren Pilzpartnern eine Lebensgemeinschaft eingehen. Umgekehrt fand man Algen, welche gleichzeitig mit mehreren Pilzen zusammenleben. Die Anzahl beteiligter Partner in einer Flechtengemeinschaft hängt offenbar von der Lebensumgebung und den klimatischen Bedingungen im Lebensraum ab.
Symbiose
Zwei Lebewesen leben in einer Symbiose, wenn sie eine beständige Lebensgemeinschaft zum gegenseitigen Nutzen bilden.
Symbiont
Ein Symbiont ist ein Lebewesen, welches mit einem anderen Lebewesen in einer Symbiose lebt.

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