Pflanzen derselben Art können sich chemisch so stark unterscheiden, dass sie anders riechen, schmecken oder sogar unterschiedlich giftig sind. Eine Studie der Universität Bielefeld macht nun deutlich, dass der Begriff „Chemotyp“ in der Forschung bislang nicht einheitlich verwendet wird. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler schlagen deshalb klare Kriterien vor, mit denen chemische Unterschiede innerhalb einer Art eindeutig beschrieben werden können.
„Bisher wurden Pflanzen derselben Art verschiedenen Chemotypen zugeordnet, ohne jedoch genauer zu definieren, welches Organ und welche Stoffgruppe untersucht wurde“, sagt Professorin Dr. Caroline Müller, Erstautorin der Studie. „Wir schaffen mit unserer Systematik klarere Kriterien dafür, was genau einen Chemotyp ausmacht.“
Ein Chemotyp bezeichnet Pflanzen innerhalb einer Art, die sich in bestimmten Inhaltsstoffen unterscheiden, etwa in Terpenoiden oder Alkaloiden, mit denen sie Fressfeinde oder Krankheitserreger beeinflussen. Diese Unterschiede sind weitgehend genetisch festgelegt, Umweltbedingungen können die genaue Zusammensetzung aber zusätzlich verändern. Auch das untersuchte Pflanzenorgan spielt eine Rolle, denn Blätter, Blüten und Wurzeln können unterschiedliche chemische Profile aufweisen.
Am Rainfarn zeigen die Forschenden der von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Forschungsgruppe FOR 3000, wie stark die Zuordnung davon abhängen kann, welche Stoffgruppe betrachtet wird. Ohne einheitliche Kriterien lassen sich Ergebnisse verschiedener Studien deshalb nur eingeschränkt vergleichen. Die Unterschiede haben auch praktische Bedeutung. Rainfarn wurde früher als Wurmkraut gegen Darmwürmer eingesetzt, je nach Chemotyp kann die Pflanze jedoch unterschiedlich giftig sein. Bei Cannabis unterscheiden sich Chemotypen unter anderem deutlich im THC-Gehalt und damit in ihrer Wirkung. Für die Landwirtschaft ist das Wissen relevant, weil die chemischen Eigenschaften beeinflussen, wie attraktiv Pflanzen für Schädlinge oder Krankheitserreger sind. Langfristig könnte es helfen, Pflanzen gezielter auszuwählen und ihre Widerstandsfähigkeit zu erhöhen.
An der Universität Bielefeld wird unter anderem zu solchen individuellen Unterschieden innerhalb einer Art im strategischen Fokusbereich InChangE geforscht. „Chemotypen zeigen, wie groß die Unterschiede zwischen Individuen derselben Pflanzenart sein können“, sagt Müller. „Eine einheitliche Beschreibung macht diese Vielfalt sichtbar und schafft die Grundlage dafür, sie in Forschung und Anwendung besser zu verstehen und zu nutzen.“
