Sex wie in der Kreidezeit

In der Natur bringen mitunter Angehörige verschiedener Arten erfolgreich Nachwuchs hervor. Auf diese Weise können große entwicklungsgeschichtliche Zeiträume überbrückt werden, belegt ein in Frankreich gefundener Farn-Hybrid. Dessen Eltern gehören zwei Linien an, die seit gut und gerne 60 Millionen Jahren getrennte Wege gehen.

„Das ist ungefähr so, als würden Elefant und Seekuh einen Hybrid hervorbringen – oder Mensch und Lemur“, erläutern die Biologen um Carl Rothfels von der amerikanischen Duke University. Zwar könne sich der Farn-Mischling nur vegetativ durch die Bildung von Ablegern vermehren. Gleichwohl verweise seine Existenz auf einen neuen Erklärungsansatz für die geringe Zahl von Farnspezies auf der Erde, schreiben die Forscher im Fachblatt „American Naturalist“.

Die Eltern des Farn-Hybrids: Zerbrechlicher Blasenfarn und Eichenfarn. Fotos: Stan Shebs und Matti Virtala via Wikimedia.org (Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 und Creative Commons Public Domain Dedication 1.0).
Die Eltern des Farn-Hybrids: Zerbrechlicher Blasenfarn und Eichenfarn. Fotos: Stan Shebs und Matti Virtala via Wikimedia.org (Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 und Creative Commons Public Domain Dedication 1.0).

Farne sind unter Botanikern und Naturfreunden ohnehin bekannt für ihre Neigung zur Hybridisierung. Ein Grund dafür wird in ihrem Fortpflanzungszyklus gesehen, der zwei stark unterschiedliche Pflanzen umfasst: Der „eigentliche“ Farn hat kein Geschlecht und streut lediglich Sporen aus. Erst aus diesen Sporen erwachsen unscheinbare geschlechtliche Pflänzchen, aus deren Befruchtung wieder ein großer Sporenbildner hervorgeht.

Welche Flexibilität dabei möglich ist, belegt der in den französischen Pyrenäen gefundene Farn. Rothfels und Kollegen ermittelten, dass der Cystocarpium roskamianum getaufte Hybrid auf eine Befruchtung zwischen einem Eichenfarn (Gymnocarpium dryopteris) und einem Zerbrechlichen Blasenfarn (Cystopteris fragilis) zurückgeht. Die beiden Eltern gehören somit nicht nur verschiedenen Spezies an, sondern auch verschiedenen Gattungen, manche Fachleute ordnen sie gar verschiedenen Familien zu. Anhand der genetischen Unterschiede schätzen die Forscher, dass sich die beiden Linien vor mindestens 40 Millionen Jahren und höchstens 76 Millionen Jahren voneinander getrennt haben.

Heute stehen etwa 10.000 Farnspezies einer Überzahl von rund 250.000 Blütenpflanzen gegenüber. Dieses Ungleichgewicht wird häufig auf eine größere Konkurrenzstärke der Blütenpflanzen zurückgeführt. Die Entdeckung des außergewöhnlichen Hybriden rücke jedoch einen anderen Faktor in den Blick, so Rothfels und Kollegen. Verglichen mit Blütenpflanzen, bei denen ein Pollenschlauch durch die weiblichen Blütenorgane bis hin zur Eizelle wachsen muss, hätten Farne nur wenig Kontrolle über die Befruchtung. Fortpflanzungsbarrieren zwischen verschiedenen Gruppen, die Grundlage der Artbildung, könnten sich bei ihnen daher deutlich langsamer aufbauen.

Forschung: Carl Rothfels und Kathleen M. Pryer, Department of Biology, Duke University, Durham; Christopher R. Fraser-Jenkins, Kathmandu; und andere; veröffentlicht in „American Naturalist“, Vol. 185(3), März 2015; Dryad 10.5061/dryad.r7201

WWW:
Pryer Lab, Duke University
x Cystocarpium roskamianum
Fern: Hybridization
Farnentwicklung am Beispiel eines Tüpfelfarns