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Schweizerische Orchideenstiftung
am Herbarium Jany Renz


Dr. Christoph Noelpp
St. Jakobs-Strasse 30
4002 Basel
Schweiz

© 2015 Swiss Orchid Foundation

botinst
Botanisches Institut
Universität Basel

Die Rolle von DNS aus Herbarbelegen für die Klassifizierung und den Schutz von Orchideen

Alec Pridgeon, Sainsbury Orchid Fellow

Deutsche Übersetzung von Jürg Stöcklin

Weil an getrockneten Pflanzen ohne Schwierigkeiten genetische Untersuchungen möglich sind, können die 20'000 Herbarbelege der Sammlung von Jany Renz auch der molekularen Forschungen dienen. Seit dem 18. Jahrhundert wurden immer mehr Orchideen entdeckt und beschrieben. Dadurch wurde die Aufgabe, Bestimmungsschlüssel für die verschiedenen Gattungen und für höhere Taxa zu produzieren, immer schwieriger. Dies hat dazu geführt, dass für viele Gattungen Blütenmerkmale als typisch erklärt wurden, die einer modernen Analyse nicht standhalten. Der exzessive Gebrauch nicht eindeutiger Merkmale hat zu polyphyletischen Taxa und zu vielerlei Unstimmigkeiten hinsichtlich der Verwandtschaftsverhältnisse auf der Ebene von Arten bis hin zur Ebene der Unterfamilie geführt. Die Entwicklung molekularer Werkzeuge und neue phylogenetische Methoden führten zu einer eigentlichen Revolution der biologischen Klassifizierung. Nicht nur, dass wir heute in der Lage sind, genetische und objektivere Grundlagen für die verschiedenen Orchideengattungen und ihre Verwandtschaftsbeziehungen zu formulieren, sondern wir können auch die Herkunft und die evolutionäre Geschichte der wichtigsten Gruppen innerhalb der Familie der Orchideen rekonstruieren und evolutive Veränderungen in vegetativen und Blüten-Merkmalen besser verstehen.

Obwohl morphologische Merkmale, die makroskopisch oder mit Hilfe des Lichtmikroskops erkennbar sind, für Bestimmungszwecke und auch für die Orchideensystematik notwendig bleiben, haben DNS-Sequenzen mancherlei Vorteile. Erstens erlauben sie es, abzuklären, ob morphologische Ähnlichkeiten in verschiedenen Organismen homolog sind und auf einer gemeinsamen Abstammung beruhen, oder unabhängig voneinander entstanden sind. Mit molekularen Methoden lässt sich entscheiden, ob ein morphologisches Merkmal ein guter Indikator für eine gemeinsame Abstammung ist, oder eher eine Konvergenz auf Grund eines vergleichbaren Selektionsdruckes (Bestäuber, Epiphytismus usw.) darstellt. Als Resultat haben wir heute eine bessere und nützlichere Orchideenklassifizierung.

Zweitens können DNS-Sequenzen rasch und in grosser Zahl produziert werden – für hunderte, ja tausende von Merkmalen gleichzeitig. Was aber ebenso wichtig ist: Sie können elektronisch auf einfache Weise übermittelt und mit anderen Daten einschliesslich „GenBank“ verknüpft werden. Auf diese Weise können DNS-Sequenzen weltweit für die Analyse verwandter Arten nutzbar gemacht werden.

Drittens lassen sich anhand molekularer Daten Voraussagen machen. Wenn beispielsweise eine bestimmte Gruppe von Pflanzen biochemische Stoffe mit antibakterieller oder antiviraler Aktivität besitzt, können wir voraussagen, dass auf Grund genetischer Verwandtschaft in anderen Pflanzen dieselben oder ähnliche Stoffe vorhanden sein sollten. Pflanzenzüchtern ermöglichen molekulare Daten vorauszusagen, ob zwei Arten erfolgreich gekreuzt werden können und, falls ja, welche Eigenschaften in den Nachkommen zu erwarten sind.

Schliesslich kann für Populationen oder für Arten DNS-Fingerprinting benutzt werden, um ihre genetische Variabilität zu messen und die genetischen Beziehungen oder Ähnlichkeiten zwischen den Populationen einer Art abzuklären. Dies erlaubt bessere Schutzstrategien für gefährdete Arten zu formulieren, die nicht geographisch sondern genetisch isoliert sind. Dadurch können die für den Naturschutz begrenzt zur Verfügung stehenden Ressourcen gezielter und effizienter eingesetzt werden.

Wahrlich, die Möglichkeiten der heute und in Zukunft zur Verfügung stehenden molekularen Methoden für die Systematik und den Schutz von Orchideen sind faszinierend. Ohne Zweifel wird gerade auch für Orchideen-Liebhaber das nächste Millennium durch die Bedeutung und Erkenntnisse molekularer Methoden geprägt sein.