Mithilfe einer neuartigen genetischen Uhr wurde eine Meerespflanze entdeckt, vermutlich die älteste überhaupt. Es handelt sich um einen 1.400 Jahre alten Seegras-Klon aus der Ostsee, der aus der Zeit der Völkerwanderung stammt.
Bei dieser Seegraswiese in der Ostsee handelt es sich nicht um viele, sondern um eine einzige Pflanze.
Pekka Tuuri
Für die Datierung mithilfe molekularer Uhren werden Gensequenzen verglichen. Eine wichtige Rolle spielen dabei ungerichtete, zufällige Mutationen in der Erbinformation, die im Laufe der Zeit so regelmäßig auftreten, wie Uhren ticken. Die neu entwickelte Uhr kann auf viele andere Arten angewendet werden, von Korallen über Algen bis hin zu Pflanzen wie Schilf oder Himbeeren. Ihre Arbeit veröffentlichen die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Nature Ecology and Evolution .
„Die nicht-geschlechtliche vegetative Vermehrung als alternative Fortpflanzungsart ist in der Tier-, Pilz- und Pflanzenwelt weit verbreitet“, sagt der marine Ökologe Thorsten Reusch vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel. Diese klonalen Arten produzieren durch Verzweigung oder Knospenbildung genetisch ähnliche Nachkommen und erreichen oft die Größe eines Fußballfeldes oder mehr. Diese Nachkommen sind jedoch genetisch nicht völlig identisch. Frühere Arbeiten von GEOMAR-Forschenden hatten bereits gezeigt, dass sich somatische Mutationen, also solche, die im Laufe des Lebens entstanden sind, in vegetativen Nachkommen anhäufen, ein Prozess, der Ähnlichkeiten mit Tumorwachstum aufweist.
Hoch präzise das Alter bestimmt
Jetzt hat ein Team unter der Leitung von Reusch, Benjamin Werner (Queen Mary University London) und Iliana Baums (Universität Oldenburg) diesen Mutations-Akkumulationsprozess genutzt und eine neuartige molekulare Uhr entwickelt, die das Alter eines jeden Klons mit hoher Präzision bestimmen kann.
Forschende um Reusch wandten die neue Uhr auf einen weltweiten Datensatz des weit verbreiteten Seegrases Zostera marina (Großes Seegras) an, der vom Pazifik bis zum Atlantik und Mittelmeer reicht. Besonders in Nordeuropa fand das Team Klone mit einem Alter von mehreren hundert Jahren, vergleichbar mit dem Alter großer Eichen. Der älteste identifizierte Klon war 1.402 Jahre alt und stammte aus der Ostsee, aus der Zeit der Völkerwanderung. Dieser Klon erreichte dieses hohe Alter trotz einer rauen und wechselhaften Umwelt. Damit übertrifft der Seegras-Klon das Alter des Grönlandhais oder der Arktischen Islandmuschel, die nur einige hundert Jahre alt werden.
Diese neuen Schätzungen des Alters und der Langlebigkeit klonaler Arten schließen eine wichtige Wissenslücke. Insbesondere in Meeren können sich viele Arten, die grundlegende Lebensräume bilden, wie Korallen oder Seegras, vegetativ vermehren, und ihre Klone können sehr groß werden. Die neue Studie bietet nun ein Werkzeug, um diese Klone mit hoher Genauigkeit zu datieren.
„Solche Daten sind wiederum Voraussetzung, um eines der langjährigen Rätsel der Evolutionsbiologie zu lösen, nämlich warum solche großen Klone trotz variabler und dynamischer Umgebungen überhaupt existieren können“, sagt Reusch. „Wir erwarten, dass andere Seegrasarten und ihre Klone der Gattung Posidonia (Neptungras) in Mittelmeer und vor der australischen Küste, deren Ausbreitung sich über mehr als zehn Kilometer erstrecken, noch viel höhere Alterswerte aufweisen und damit die mit Abstand ältesten Organismen der Erde sind,“ sagt Reusch. Keine Überraschung! Diese Seegräser werden die nächsten Untersuchungsobjekte.
Originalpublikation: Yu L et al., A somatic genetic clock for clonal species. Nat Ecol Evol (2024). DOI: 10.1038/s41559-024-02439-z
Quelle: GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel, www.geomar.de
