Institut für Waldgenetik |
Warum wir mehr über die Afrikanische Kirsche wissen sollten
Am Wiener Institut für Waldgenetik des Bundesforschungszentrums für Wald (BFW) wurde in Kooperation mit zahlreichen internationalen Institutionen ein Forschungsprojekt zum Thema Prunus Africana durchgeführt. Das Forschungsprojekt hatte zum Ziel (1) die phylogenetische Geschichte, d.h. die Einwanderung dieser Baumart auf dem afrikanischen Kontinent aufzudecken, (2) das klimatisch-geographische Muster der medizinisch relevanten Inhaltstoffe und das verschiedener DNA-Polymorphismen zu untersuchen sowie aus diesen Befunden (3) Maßnahmen zur Erhaltung des Genpools dieser gefährdeten Baumart abzuleiten.Heterogene genetische Muster
Das pharmazeutisch Wertvolle an dem weißblühenden Baum ist vor allem in seiner Rinde gespeichert. Deren Wirkstoffe werden in der Therapie gegen Prostataleiden eingesetzt: n-Docosanol hat beispielsweise entzündungshemmende Eigenschaften; die Ferulsäure vernichtet schädigende chemische Radikale, ß-Sistosterol und das damit verwandte Sistostenon verringern die Cholesterinaktivität und ebenso wie Ursolsäure zerstören sie Krebszellen. Insgesamt wurden 33 Populationen untersucht, von Südafrika bis an die Grenze zu Äthiopien, von Kenia bis nach Kamerun einschließlich der dem Festland vorgelagerten Inseln Madagaskar und Bioko. "Dies war eine extrem große logistische Herausforderung. Ohne gute Partnerschaften vor Ort hätten wir diese Untersuchung niemals durchführen können. Teilweise mussten große persönliche Strapazen in Kauf genommen werden, um die seltenen Bäume zu finden und zu analysieren", berichtet der Projektleiter Univ.-Prof. Dr. Thomas Geburek vom Institut für Waldgenetik des BFW. Fazit: Die genetischen Muster der verschiedenen Proben sind sehr heterogen, was darauf hinweist, dass während des von verschiedenen Kalt- und Warmwechsel geprägten Pleistozäns unterschiedliche klimatische Bedingungen in den Regionen herrschten. |  |
Barrieren für die genetische Wanderung
Eine extreme geografische Barriere für die genetische Wanderung ist der Ostafrikanische Graben, der entlang der Ostküste unterhalb der Arabischen Platte verläuft und 6000 Kilometer lang ist. Zwischen Populationen aus Westafrika und Ostafrika westlich des Grabenbruchs bestand eine erstaunlich große genetische Ähnlichkeit, während sich diese von Populationen weiter im Osten oder Süden Afrikas stark unterschieden. Offenbar konnten geografische Distanzen von mehr als 2000 Kilometer für die Art leichter überbrückt werden, als die etwa 100 Kilometer breiten Savannen östlich und westlich des Eastern African Rift Valley, welche eine für diese Baumart nahezu unüberwindliche Barriere darstellte. Eine aus genetischer Sicht weiter erstaunliche Entdeckung war, dass wir nachweisen konnten, dass sich die natürliche Barriere des Afrikanischen Grabenbruchs über die Zeit hinweg nach Osten verlagert hat. Vermutlich hat im frühen bis mittleren Pleistozän das Eastern Rift Valley das Becken des Viktoriasees als größte genetische Barriere abgelöst.Isolierte Entwicklung auf Madagaskar
Die Konzentrationen der bioaktiven Substanzen variieren beträchtlich zwischen den verschiedenen Populationen. Die Variation der Konzentration von Ferulsäure und ß-Sistosterol war mit der Variation der DNA-Polymorphismen in den Chloroplasten bzw. im Zellkern korreliert, was vermutlich durch starke historische Veränderungen der Populationsgröße bedingt war. Die Unterschiede in genetischer und chemischer Zusammensetzung der Populationen aus Madagaskar im Vergleich zum Festland waren hingegen nicht überraschend, da seit der Trennung dieser Insel vom Festland bereits 100 Millionen Jahren vergangen sind. Dort hat sich aufgrund der speziellen Insellage Prunus africana isoliert fortentwickelt. Nicht nur das äußere Erscheinungsbild der Baumart hat sich dort im Vergleich zu den Festlandpopulationen erheblich verändert, sondern auch die Konzentration der bioaktiven Rindenextrakte war hier besonders hoch. Erstaunlich ist, dass Umweltbedingungen wie Temperatur, Niederschlag und Höhenlage keine signifikanten Zusammenhänge mit den Substanzen aufweisen, mit einer Ausnahme: das Vorkommen der Ferulsäure hängt mit der Intensität des Niederschlags zusammen und ist auch an das Alter des Baumes gekoppelt.Genpool in Gefahr
Unter Einbeziehung von Klimavariablen und den genetischen Daten wurden acht wertvolle Populationen in ganz Afrika identifiziert, welche sich besonders für die Erhaltung des gefährdeten Genpools eignen. "Dabei wurde auch berücksichtigt, wie sich das Areal aufgrund des Klimawandels verändern wird und ob lokale Gefährdungen durch den Menschen bestehen", so die Biologin Caroline Kadu, welche drei Jahre lang am BFW tätig war und nun wieder an der Kenyatta University in Nairobi ist.Kooperationspartner Bundesforschungszentrum für Wald (BFW), Bioversity International , Universität für Bodenkultur Wien, Institute of Agricultural Research for Development (IRAD), Cameroon, Coordinador Nacional de la COMIFAC Ministerio de Agricultura y Bosques, Equatorial Guinea, Kenyatta University, Kenya, Silo National des Graines Forestieres, Madagascar, University of the Witwatersrand, South Africa, Tanzania Forestry Research Institute, Tanzania, National Forestry Resources Research Institute, Uganda, Bindura University of Science Education, Zimbabwe
Kontakt Univ.-Prof. Dr. Dr. Thomas Geburek, Institut für Waldgenetik des BFW, 0043 1 878 38 DW 2109, thomas.geburek@bfw.gv.at
Mag. Marianne Schreck, Öffentlichkeitsarbeit, 0043 1 878 38 DW 1343, 0664/453 66 00, marianne.schreck@bfw.gv.at
