Mutation im Enzym sorgt für fauligen Blütenduft
Japanische Wissenschaftler haben den Ursprung des verwesungsartigen Geruchs bei bestimmten Arten von Wildem Ingwer (Asarum) entschlüsselt.
Die Blüten dieser Pflanzen locken mit ihrem intensiven Aasgeruch vor allem Aasfliegen an. Ursache ist eine mutierte Form eines Enzyms, das beim Menschen normalerweise Mundgeruch verhindert.
Das Team um Dr. Yudai Okuyama vom Nationalmuseum für Natur und Wissenschaft in Japan stellte fest: Schon zwei bis drei Mutationen reichen aus, um ein Geruchs-Enzym umzuprogrammieren.
Übeltäter: Dimethyldisulfid (DMDS)
Die Forscher konzentrierten sich auf die Substanz Dimethyldisulfid (DMDS), die für den unangenehmen Geruch verantwortlich ist.
DMDS entsteht aus Methanthiol, einem Abbauprodukt der Aminosäure Methionin, das auch beim Menschen schlechten Atem verursacht.
Das Team fütterte Pflanzen der Art Asarum fudsinoi mit C-13-markiertem Methionin. Der Nachweis von C-13 im freigesetzten DMDS bestätigte den Entstehungsweg.
Mutiertes Gen verändert Schutzfunktion
In Pflanzen und Tieren wandelt ein Selen-bindendes Protein Methanthiol normalerweise in harmlose Stoffe um. Beim Menschen verhindert es so Halitosis (Mundgeruch).
In stark riechenden Asarum-Arten entdeckten die Forscher jedoch eine veränderte Genversion, die Methanthiol gezielt in DMDS umwandelt – und damit den Geruch erzeugt.
Stinkende Pflanzen mit eigener Evolution
Interessanterweise entdeckte das Team ähnliche Mutationen auch in anderen übelriechenden Pflanzen wie Eurya und Symplocarpus. Die Mechanismen entstanden jedoch unabhängig voneinander – ein Fall von konvergenter Evolution.
Pflanzen der Gattung Amorphophallus (etwa die bekannte “Leichenblume”) nutzen hingegen offenbar andere Enzymfamilien, um ihren Geruch zu erzeugen.
Komplexe Eigenschaften, einfache Ursachen
„Eigenschaften, die außergewöhnlich wirken, können durch wenige genetische Änderungen entstehen“, erklärt Okuyama.
Die im Fachjournal Science veröffentlichte Studie zeigt, wie minimale genetische Veränderungen große Auswirkungen auf Duftstoffe in Pflanzen und deren Ökologie haben können.
