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Tomaten und Kartoffeln: Mit Knolle für harsche Umweltbedingungen gerüstet

Foto: linhpdt / iStockphoto / Getty Images

Heutige Kartoffelpflanzen stammen teilweise von der Tomate ab. Vor etwa neun Millionen Jahren sei es zu einer natürlichen Vermischung von Genen der Tomate und der kartoffelähnlichen Pflanze Etuberosum gekommen,berichtet ein internationales Forschungsteam nach Genomanalysen im Fachjournal »Cell«

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Die Kartoffel,mit botanischem Namen Solanum tuberosum,zählt zusammen mit Weizen und Reis zu den wichtigsten Grundnahrungsmitteln der Menschheit. Dass sie in Südamerika entstand und von den Spaniern nach Europa gebracht wurde,ist bekannt. Doch der biologische Ursprung der Pflanze war bisher ungeklärt.

Vorgänger ohne Knollen

»Wir haben das Geheimnis um den Ursprung von Kartoffeln endgültig gelöst«,sagt der Studienleiter Sanwen Huang von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften. Die Resultate zeigten,wie durch die Kombination von Arten neue Eigenschaften entstünden.

Heutige Kartoffelpflanzen ähneln vom Erscheinungsbild her Arten der Pflanzengruppe Etuberosum,die in Südamerika wachsen. Allerdings bilden diese Arten keine Knollen. Sowohl Kartoffeln als auch Etuberosum und Tomaten gehören zur Gattung der Nachtschatten (Solanum).

Erst Aufspaltung,dann Vermischung

Der letzte gemeinsame Vorfahr von Etuberosum und Tomaten lebte vor etwa 14 Millionen Jahren,wie das Team aus seinen genetischen Untersuchungen bestimmte. Fünf Millionen Jahre nach der Aufspaltung,also vor etwa neun Millionen Jahren,vermischten sich die Gruppen dann wieder.

Daraus entstand die Gruppe der Petota,die eine neue Eigenschaft aufweist: eine Knollenwurzel. Zu den Petota zählen neben der heutigen Kartoffel noch mehr als hundert weitere Arten.

Startvorteil in harscher Umgebung

Zwei Gene tragen maßgeblich dazu bei,dass Knollen entstehen. Diese stammen jeweils von einer der beiden Vorläuferpflanzen. Das von der Tomate eingebrachte Gen SP6A regt die Bildung von Knollen an. Von Etuberosum kommt das Gen IT1,das die Form der unterirdischen Wurzelstämme kontrolliert,die letztlich die Knollen bilden.

Die Kartoffel speichert in ihren Knollen Nährstoffe und war den Forschern zufolge so gut für harsche Umweltbedingungen in den Anden gerüstet – etwa für ein Überleben in großer Höhe. Zudem ermöglichen die Knollen,dass sich Kartoffeln aus einer einzelnen Mutterpflanze vermehren,ohne dass Blüten bestäubt oder Samen gebildet werden müssen.

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»Die Entwicklung von Knollen gab Kartoffeln einen großen Vorteil«,sagt Huang. »Sie befeuerte eine explosionsartige Entstehung neuer Arten und trug zu jener Vielfalt von Kartoffeln bei,die wir heute kennen und nutzen.«

msk/dpa