„Unschädlich aussehender“ Farn stellt Weltrekord für größtes Genom auf

Ein kleiner, scheinbar unscheinbarer Farn, der nur auf einer abgelegenen Pazifikinsel wächst, wurde am Freitag zum Guinness-Weltrekordhalter für das umfangreichste Genom aller Organismen auf der Erde gekürt.

Im Zellkern des Neukaledonischen Farns, Tmesipteris oblanceolata, ist über 50-mal mehr DNA enthalten als im menschlichen Organismus.

Würde man die DNA aus einer der nur den Bruchteil eines Millimeters großen Zellen des Farns entschlüsseln, käme man auf eine Länge von 106 Metern, erklären Wissenschaftler in einer neuen Studie.

Aufrecht stehend wäre die DNA höher als der Turm, in dem die berühmte Londoner Glocke Big Ben steht.

Das Genom des Farns wiegt satte 160 Gigabasenpaare (Gbp), das Maß für die DNA-Länge.

Das sind sieben Prozent mehr als beim bisherigen Rekordhalter, der japanischen Blütenpflanze Paris japonica.

Das menschliche Genom ist mit 3,1 Gbp verhältnismäßig mickrig.

Würde man unsere DNA entschlüsseln, wäre sie rund zwei Meter lang.

Die Co-Autorin der Studie, Ilia Leitch, eine Forscherin am britischen Royal Botanic Garden Kew, sagte gegenüber , das Team sei „wirklich überrascht gewesen, etwas zu finden, das sogar noch größer war als Paris japonica“.

„Wir dachten, wir hätten die biologische Grenze bereits erreicht. Wir stoßen tatsächlich an die Extreme der Biologie“, sagte sie.

Der fünf bis zehn Zentimeter hohe Farn kommt nur in Neukaledonien vor, einem französischen Pazifikgebiet, in dem es in jüngster Zeit zu Unruhen kam.

Zwei Mitglieder des Forschungsteams reisten 2023 zur Hauptinsel Grand Terre und arbeiteten mit lokalen Wissenschaftlern für die Studie zusammen, die in der Zeitschrift i veröffentlicht wurdeWissenschaft.

Das Guinnessbuch der Rekorde verlieh dem Farn den begehrten Titel „größtes Genom“.

Der Sieg dieses „harmlos aussehenden“ Farns zeige, dass „Rekordhalter äußerlich nicht immer die auffälligsten sind“, sagte Adam Millward, Chefredakteur von Guinness World Records.

Was ist noch mal ein Genom?

Der menschliche Körper besteht schätzungsweise aus über 30 Billionen Zellen.

In jeder dieser Zellen befindet sich ein Zellkern, der die DNA enthält, die wie eine „Anleitung ist, die einem Organismus wie uns sagt, wie er leben und überleben soll“, erklärte Leitch.

Die gesamte DNA eines Organismus wird als sein Genom bezeichnet.

Bisher haben Wissenschaftler die Genomgröße von etwa 20.000 Organismen geschätzt, also nur einem Bruchteil des Lebens auf der Erde.

Unter den Tieren ist der Marmorierte Lungenfisch mit 130 Gbp der größte.

Pflanzen haben zwar die größten Genome, aber sie können auch unglaublich kleine haben. Das Genom der fleischfressenden Genlisea aurea ist nur 0,06 Gbp groß.

Aber wir Menschen müssen uns nicht unzulänglich fühlen, wenn wir uns mit der mächtigen T. oblanceolata vergleichen.

Alle Erkenntnisse deuteten darauf hin, dass ein riesiges Genom ein Nachteil sei, sagte Leitch.

Je mehr DNA Sie haben, desto größer müssen Ihre Zellen sein, um die gesamte DNA hineinzupressen.

Größere Zellen bedeuten für Pflanzen, dass beispielsweise die Poren der Blätter größer sein müssen, was zu einem langsameren Wachstum führen kann.

Außerdem ist es schwieriger, neue Kopien dieser gesamten DNA herzustellen, was ihre Fortpflanzungsfähigkeit einschränkt.

Dies bedeutet, dass die umfangreichsten Genome bei langsam wachsenden, mehrjährigen Pflanzen zu finden sind, die sich nicht so leicht an Widrigkeiten anpassen oder mit der Konkurrenz fertig werden können.

Die Genomgröße könne daher Einfluss darauf haben, wie Pflanzen auf den Klimawandel, veränderte Landnutzung und andere vom Menschen verursachte Umweltprobleme reagieren, sagte Leitch.

Wozu dient all diese DNA?

Es könnte irgendwo da draußen noch größere Genome geben, aber Leitch glaubt, dass dieser Farn an der Grenze angelangt sein muss.

„Ich kann nicht verstehen, wie ein Organismus mit all dieser DNA wirklich funktioniert“, sagte sie.

Sie gab zu, dass die Wissenschaftler nicht wüssten, welche Aufgabe der Großteil der DNA in solch großen Genomen habe.

Manche sagen, das meiste davon sei „Junk-DNA“.

„Aber das liegt wahrscheinlich an unserer Unwissenheit. Vielleicht hat es tatsächlich eine Funktion und wir müssen sie noch herausfinden“, sagte Leitch.

Jonathan Wendel, ein Botaniker der Iowa State University, der nicht an der Forschung beteiligt war, stimmte zu, dass es „erstaunlich“ sei, wie viel DNA der Farn enthalte.

Dies sei jedoch nur „der erste Schritt“, sagte er gegenüber .

„Die Bedeutung all dieser Variationen ist ein großes Mysterium – wie wachsen und schrumpfen Genome und was sind die evolutionären Ursachen und Folgen dieser Phänomene?“

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