Agrargeschichte: Das Gen, das den Mais begründete?

Das Gen barren stalk1 könnte die entscheidende Rolle gespielt haben, als frühe Pflanzenzüchter in Mittelamerika vor 7000 Jahren aus dem Gras Teosinte die Nutzpflanze Mais entwickelten. Es dürfte dafür gesorgt haben, dass sich aus den vielen und verteilt sitzenden kleinen weiblichen Ähren der Teosinte weniger und dafür umfangreichere Blütenstände bei den Maispflanzen herausbildeten. Damit verbunden wäre eine einfachere und reichere Körnerernte, weshalb Pflanzen mit solchen Merkmalen vielleicht eher zur Zucht herangezogen wurden.

Teosinte und Mais | Das Gen barren stalk1 beeinflusst, wie stark sich eine Pflanze verzweigt. Teosinte (rechts) ist stark verzweigt und trägt viele, kleine Blütenstände über die ganze Pflanze verteilt. Mais (Mitte) verzweigt weniger stark und bildet auch weniger, dafür reichere Blütenstände aus. Fehlt das von barren stalk1 kodierte Protein ganz, bilden die Pflanzen nur Blätter, aber keine sekundären Triebe – diese aber tragen die Blütenstände. Solche Pflanzen sind daher unfruchtbar.

Wie die Forscher um Andrea Gallavotti von der Universität von Kalifornien in San Diego berichten, finden sich in Teosinte (Euchlaena mexicana) verschiedene Varianten des Gens, während Mais (Zea mays) nur eine einzige enthält. Offenbar wurden also Pflanzen mit jener gewünschten Variante ausgewählt. Das davon kodierte Protein beeinflusst grundlegend, ob und wie stark sich eine Pflanze verzweigt. Fehlt es sogar ganz, weil beide Genkopien verändert sind, entwickeln die Pflanzen zwar Blätter, aber keine sekundären Verzweigungen. Diese tragen aber die männlichen und weiblichen Blütenstände – die Pflanzen bleiben dann sogar unfruchtbar.

Das Gen wurde bereits im Jahr 1928 als Ursache für missgebildete Maispflanzen in Südamerika entdeckt: Die Pflanzen bildeten keine vegetativen Sprosse, und ihnen fehlten die weiblichen Blütenstände, während die männlichen unverzweigt blieben und nur sterilen Pollen produzierten.