Samen können große Entfernungen zurücklegen, und eine glückliche Pflanze kann an einem neuen Standort ein erfolgreiches Leben führen. Aber das macht keinen großen Unterschied, wenn es sein Glück nicht an die nächste Generation weitergeben kann. Verena Reutemann und Kollegen in Argentinien und Deutschland untersucht welche Vorteile es hatte, wenn eine Pflanze mit nur einem Elternteil Nachkommen hervorbringen konnte. Ihre Ergebnisse, veröffentlicht in der Botanisches Journal der Linnean Society, zeigen, dass die Herstellung von Klonen von Vorteil ist, aber nicht alle Klone gleich sind.
Paspel ist eine Gattung von Gräsern aus Südamerika, die in diploiden Formen mit nur zwei Kopien ihres Genoms in ihren Zellen oder polyploiden Formen mit drei oder mehr Kopien vorkommen. Die Polyploidie deutet darauf hin, dass sie den Ergebnissen des Sex gegenüber eine entspannte Einstellung haben, aber sie haben auch eine entspannte Einstellung zum Prozess. Sie können sich sexuell vermehren, aber auch durch Selbstbefruchtung, wenn sie keinen Partner finden. Sie können sich auch durch Apomixis vermehren, bei der die Samen überhaupt nicht befruchtet werden. Diese Vielfalt an Ansätzen bei ähnlichen Arten macht sie geeignet, um zu untersuchen, wie sich die sexuelle Strategie auf das Verbreitungsgebiet einer Pflanze auswirkt, sagen Reutemann und Kollegen. „Nur wenige Pflanzensysteme ermöglichen die Untersuchung der Auswirkungen uniparentaler Fortpflanzung in der Natur. Paspel L. gehört zu den reichsten Gattungen der Poaceae mit c. 350 Arten mit gegensätzlichen genetischen Systemen, die die Analyse der Folgen der Einelternschaft und ihrer Rolle bei der Gestaltung der Pflanzenverbreitung ermöglichen.“
Die Untersuchung Paspel zeigten, dass das Verbreitungsgebiet einer Art in Abhängigkeit von ihrem Sexualleben variierte. Pflanzen, die uniparentale Strategien anwenden könnten, wie Selbstfruchtbarkeit oder Apomixis, bei denen Samen nicht befruchtet werden müssen, ermöglichen es diesen Pflanzen, ein größeres geografisches Verbreitungsgebiet abzudecken als Pflanzen, die sich der sexuellen Fortpflanzung bedienen. Reutemann und Kollegen fanden heraus, dass es bei einigen multiploiden Pflanzen eine Konkurrenz zwischen Sorten oder Zytotypen gab, die Selbstfruchtbarkeit nutzten, und solchen, die Apomixis nutzten. Das Team stellte fest, dass der Wettbewerb um Territorien es ermöglichte, dass beide Formen in einer Region koexistieren. Reuteman und Kollegen sagen, dass die Möglichkeit, nur einen Elternteil zu haben, Vorteile haben kann, wenn es darum geht, das Verbreitungsgebiet einer Pflanze zu erweitern.
„Im Gegensatz zu selbstfruchtbaren (uniparentalen) Arten können selbststerile (biparentale) Arten keine neue Generation ohne einen Fortpflanzungspartner hervorbringen, und dies wird voraussichtlich Nachteile für die Besiedlung neuer Gebiete mit sich bringen. Die Unabhängigkeit von fremden Pollenquellen macht Selbstbestäuber erfolgreicher bei der Besiedelung neuer Lebensräume und erhöht die Chancen, eine neue Population gegenüber selbststerilen oder zweihäusigen Arten zu etablieren… Auch spielt die Selbstbestäubung eine große Rolle in dem neu besiedelten Gebiet, wo der Mangel an Bestäubern bzw kompatible Fortpflanzungspartner führt zu einer Pollenbeschränkung, die sich auf die Samenproduktion auswirkt…“
Die Forscher fügen hinzu, dass die Reproduktionsmethode Auswirkungen auf die Ploidie der Pflanzen hat. Pflanzen, die sich durch Selbstbefruchtung vermehren können, können die Vorteile der Einelternschaft nutzen, ohne auf Diploidie und die Möglichkeit der Auskreuzung von Genen mit anderen Sexualpartnern verzichten zu müssen. Apomixis dagegen bevorzugt Polyploide. Sobald Pflanzen unterschiedliche Ploidiegrade aufweisen, Fortpflanzungsbarrieren können die Zytotypen voneinander isolieren.
Die Ergebnisse zeigen, dass sich Pflanzen zwar selbst kopieren können, indem sie Klone produzieren, aber die Art und Weise, wie sie dies tun, bedeutet, dass nicht alle Klone gleich sind. Ihre Studie wirft ein neues Licht darauf, wie die Sexualstrategie die Verteilung von Genotypen beeinflussen kann.
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Reutemann, AV, Martínez, EJ, Schedler, M., Daviña, JR, Hojsgaard, DH und Honfi, AI (2022) „Uniparentalität: Vorteile für die Verbreitungserweiterung bei diploiden und diploid-autopolyploiden Arten“, Botanische Zeitschrift der Linnean Society. https://doi.org/10.1093/botlinnean/boac036
