Forschungen zur Evolution der Pflanzen haben neue Erkenntnisse über Hornmoose hervorgebracht. Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung des Boyce Thompson Institute (BTI) der Cornell University in New York und der Universität Göttingen hat das Erbgut von Hornmoosen entschlüsselt und einen einzigartigen Datensatz über diese Pflanzenfamilie erstellt. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature Plants veröffentlicht.
Hornmoose, die sich vor etwa 470 Millionen Jahren von anderen Pflanzengruppen trennten, sind eine artenarme Pflanzenfamilie. Die Forschung umfasst Vertreter aller zehn bekannten Hornmoosfamilien und hat interessante Entdeckungen hervorgebracht. So zeigt sich, dass Hornmoose trotz ihrer langen evolutionären Trennung stabile Chromosomen aufweisen. Zudem wurden bei einigen Arten potenzielle Geschlechtschromosomen identifiziert, und es konnten Gene definiert werden, die für die Steuerung von Hormonen, Farbstoffen und dem Gasaustausch verantwortlich sind.
Wichtige Entdeckungen und deren Bedeutung
Die Forschungsergebnisse tragen zur Untersuchung der Entwicklung und Anpassung der ursprünglichsten Pflanzen bei und unterstreichen die Notwendigkeit, Hornmoose in das Verständnis gemeinsamer Prinzipien der Molekularbiologie der Pflanzen einzubeziehen. An der Untersuchung waren unter anderem Professor Dr. Jan de Vries und Dr. Sophie de Vries von der Universität Göttingen beteiligt.
Bereits zuvor hatten Wissenschaftler von der Universität Zürich (UZH) und dem Boyce Thompson Institute im Rahmen eines anderen Forschungsprojekts das Genom von drei Hornmoosarten sequenziert. Diese Arbeiten begannen 2011 und benötigten sechs Jahre für die Entwicklung entsprechender Anbaumethoden und die Genomanalyse. Die Ergebnisse zeigten, dass Hornmoose über spezielle Gene verfügen, die ihnen helfen, Kohlendioxid in Chloroplasten zu konzentrieren und dadurch effizienter Zucker zu produzieren. Ein besonderes Augenmerk lag dabei auf dem Gen LCIB, das nur in Hornmoosen und Algen vorkommt.
Die Erkenntnisse legen nahe, dass diese Mechanismen möglicherweise auf Kulturpflanzen übertragen werden könnten, was zu höheren Erträgen bei geringerem Düngereinsatz führen würde. Darüber hinaus wurden 40 Gene identifiziert, die an der Stickstoffaufnahme von Hornmoosen beteiligt sind. Eine Implementierung dieser Fähigkeit in Nutzpflanzen könnte helfen, den Einsatz von Stickstoffdünger zu reduzieren und somit Umweltschäden zu verringern. Die Forschung zur genetischen Basis dieser symbiotischen Interaktion mit Cyanobakterien ist derzeit ebenfalls im Gange, um die Evolution der frühen Landpflanzen weiter zu beleuchten.
Die Veröffentlichungen zu diesen Studien sind in den Fachzeitschriften Nature Plants zu finden: die jüngste von Peter Schafran et al. (2025) sowie die frühere Studie von Fay-Wei Li et al. (2020).
