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[sequoiaundco]

Hallo Dennis,

Zur Ergänzung deines Nachtrags: Trotz politischer Nachkriegsisolation kamen 1948 die ersten Metasequoia-Samen nach Deutschland. Beispielhaft für die weitere Entwicklung zu reinen Klonbeständen sei hier die Metasequoiageschichte im forstliche Versuchsgelände Liliental geschildert:

"Die "Mutter"-Bäume des kleinen Bestandes im Liliental wachsen im Botanischen Garten der Universität Stuttgart-Hohenheim. DIETERICH (1957) schreibt: "Die Hohenheimer Metasequoia verdanken wir Herrn Prof. IRMSCHER (Stuttgart-Plieningen), der im Januar 1948 eine Samenprobe von Prof. MERILL (Anmerkung des Verfassers: Prof. MERILL war zu jener Zeit Leiter des Arnold-Arboretums in Boston) erhielt. Die Samen wurden in einem Gewächshaus ausgesät, es gingen 10 Pflanzen auf. Da über die Winterhärte nichts bekannt war, wurden sie in den ersten Jahren im Haus überwintert. 1952 pflanzten wir zwei Exemplare im Garten an ihren endgültigen Standort. Die Forstliche Versuchsanstalt in Stuttgart-Weilimdorf (Dr. SCHLENKER) erhielt 1955/56 eine größere Zahl Stecklingspflanzen zu einem Anbauversuch."
Ein Großteil dieser Stecklingspflanzen wurde für einen Anbauversuch im Forstamt Güglingen verwendet. Vier Bäume fanden jedoch ihren Platz im Kleinarboretum „Fasanengarten“ in Stuttgart-Weilimdorf. Sie wurden ihrerseits 1957 und 1959 zur Werbung von Sekundärstecklingen genutzt. Da die FVA vermutlich Bäume eines einzigen Klones erhalten hat, dürften auch diese Stecklingsnachkommenschaften alle einklonig sein. Ein Nachweis, z.B. über Isoenzymanalysen, steht jedoch noch aus.
Die einjährigen, bewurzelten Stecklinge wurden bis Frühjahr 1961 bzw. 1963 im Fasanengarten aufgeschult und kamen erst als 4jährige Bäumchen zur Auspflanzung ins Liliental." (Insgesamt ca. 80 Bäume).

... a never ending story of cloning? ...

chris   (sequoiaundco)


 

[denniz]

Hallo Chris,

Also ist es dann so, dass eine Verbreitung weltweit zunächst mit schätzungsweise 200-1000 Genotypen
stattgefunden hat, dann aber regional nur Klone verbreitet wurden? Problematisch ist ja dann die
Naturverjüngung von Metasequoia welche zu 100% Inzucht ist. Wenn nun gezielt mit differente Genotypen
ausgebessert würde, dauerte es noch mehrere Jahrzehnte bis eine gesunde Naturverjüngung entstünde!

Da bin ich ja froh, dass auf der Lohner Warte die von mir bisher gepflanzten Metas erst max. 10jährig sind,
und ich bereits eine Menge von 15 Sämlingen zur Verfügung habe um zumindest in unserem Garten
in Zukunft für eine gesunde Naturverjüngung zu sorgen.

Für die unzähligen Vorgartenmetas die sich ohnehin nur selbstbestäuben und aus Platzgründen
sowieso keine wirkliche Zukunft haben wäre es vergebene Liebesmühe, aber die großen
Anbauflächen mit mehr als 10 Bäumen sollten dringend mit weiteren Genotypen ergänzt werden!

Ist dieser Umstand den Projektbetreibern von diesen Anbauflächen bewusst?

verwunderten Gruß
Denniz
ist es

[sequoiaundco]

Hi Dennis,

1948, nach dem Krieg! Wer hat da schon Samen nach Deutschland geschickt und an wen denn überhaupt ? Nach 1949 (Sieg der KP) öffnete sich China erst wieder anfang der 80er Jahre, und einigen wenigen wurde ein botanischer Austausch ermöglicht.
Die Folge bei uns ist, dass der Genpool hier von Anfang an schon besonders eingeengt war. Und außerdem ist die Stecklingsvermehrung doch so einfach!

Anders in anderen Ländern bes. in USA. Ich zitiere H. Nimsch:
"Im September 1947 fand Ching-Tsan Hwa das Metasequoia-Valley und sammelte ca. 2 kg Samen von verschiedenen Bäumen.
Am 24.12.1947 und am 26.12.1947 sendet W.C. Cheng, Universität Nanjing, Saatgut an das Arnold Arboretum und den Missouri Botanical Garden St. Louis, USA, des weiteren an den Botanischen Garten Kopenhagen, an das Hoersholm Arboretum, an den Charlottenlund Forest Bot. Garden in Dänemark, an den Amsterdam Bot. Garden, Niederlande und nach Indien. Im Januar 1948 kamen die ersten Metasequoia-Samen in Deutschland zur Verteilung. …  Außerhalb Chinas wurde im Jahr 1990 von John E. Kuser, Rutgers Universität, New Jersey in Kooperation mit Ming He Li von der Huazhong Landwirtschafts Universität in Wuhan, Provinz Hubei, ein ex situ Programm initiiert. 50 Klone von Mutterbäumen wurden selektiert und in Ryders Lane, New Jersey und in Daves Arboretum, Ohio kultiviert."

Ob das Dazupflanzen von neuen Klonen zum Ziel führt? Bis zur Fertilität dauert`s 30 - 50 Jahre und wer kann´s danach dann auseinanderhalten?

chris   (sequoiaundco)

[sequoiaundco]

Hallo Dennis,

Übrigens: Zwischen 1958 bis 1965 wurden von der Forstabtl. der Landwirtschaftskammer Westfalen-Lippe forstliche Anbauversuche mit Metasequoia durchgeführt. 5954 Stecklingspflanzen (was sonst?) wurden in der Münsterschen Bucht, Sauerland und Weserbergland auf 80 Versuchsflächen in 53 Forstbetrieben gepflanzt (Burrichter, E., Schoenwald, W.). Alles in deiner Gegend. Was davon wohl noch übrig ist ?

Übrigens: Schon nach den ersten Aussaaten in den USA von Mutterpflanzen, die einzeln (Selbstbestäuber) oder in größeren Gruppen (Fremdbestäuber) standen, zog John Kuser (Inbreeding Depression in Metasequoia, 1983) die folgende Bilanz: „It seems reasonable to assume that our isolated trees' lighter seed weights and lower yield of fertile seed-and their progeny's higher seedling mortality, slower growth, cotyledon defects, and pale coloration—are all due to inbreeding depression.“

chris  (sequoiaundco)

[denniz]

Hallo Chris,
Ist ja spannend. Gibt es diese Bestände aus identischen Klonen noch?
Im Burgholz soll Sequoiadendron massenhaft über Stecklinge vermehrt worden sein
mit warscheinlich ähnlichem Resultat: Die Aussagen über die Parameter einer Baumart
sind praktisch wertlos...
 
diversen Gruß
Dennis

[denniz]

Das hier fand ich noch zum Thema Genetik:

reduzierte genetische Fitness. In sehr kleinen Populationen steigt das Aussterberisiko auch aus genetischen Gründen an. Einerseits können weniger Individuen auch nur weniger Varianten ihrer Gene (Fachbegriff: Allele) tragen. Dadurch wird die Art uniformer und verliert Reaktionsmöglichkeiten bei veränderten Bedingungen. Andererseits sind in sehr kleinen Populationen meist sehr viele Individuen miteinander verwandt. Durch Paarung unter Verwandten (Inzucht) sinkt die Verschiedenheit der Allele in den Nachkommen (Heterozygotie) ab, da sie zunehmend von beiden Elternteilen dieselben Allele erhalten. Homozygote Individuen sind in verschiedener Hinsicht genetisch benachteiligt. Einerseits sinkt die Effektivität ihrer Immunabwehr und damit der Widerstand gegen Krankheiten, andererseits können (durch Fixierung rezessiver Allele) schädliche Mutationen in den Vordergrund treten (Inzuchtdepression). Seltene, ungünstige Mutationen können durch Gendrift aus Zufall oder durch die verminderte Effektivität der Selektion[5] die Population viel leichter als in großen Populationen dominieren. Unter ungünstigen Bedingungen kommt so eine Kettenreaktion in Gang: In der verkleinerten Population kommt es häufiger zu Paarungen unter Verwandten. Dadurch sinkt die genetische Verschiedenheit (Heterozygotie) der Nachkommen. Dies führt zur Anhäufung und verstärkten Wirkung nachteiliger rezessiver Allele. Dadurch sinken die Fruchtbarkeit und die Vitalität der Individuen ab. Durch die dadurch weiter verkleinerte Population verstärkt sich dieser Prozess immer weiter bis zum Aussterben. Dieses Szenario wird als "Aussterbestrudel" (engl. extinction vortex) bezeichnet. Auch wenn die Population dem Aussterbestrudel entgehen kann, ist nach einer Erholungsphase ihre genetische Variabilität geringer als vorher, wodurch ihr Aussterberisiko bei gleicher Populationsgröße höher liegen kann. Dieser Effekt wird als Genetischer Flaschenhals bezeichnet.

http://de.wikipedia.org/wiki/Artensterben

Die Dezimierung auf einen Bruchteil der ursprünglichen Redwoodbestände kann also als genetischer Flaschenhals bezeichnet
werden, und die Art wurde unwiederbringlich von uns Menschen geschädigt???

 

[sequotax]

Die Dezimierung auf einen Bruchteil der ursprünglichen Redwoodbestände kann also als genetischer Flaschenhals bezeichnet
werden, und die Art wurde unwiederbringlich von uns Menschen geschädigt???

Hi Dennis,

klares NEIN !!!

Ein kleiner Anhalt für genetische Diversität mag sein, dass zum Erhalt der wichtigsten Eigenschaften in einer Population von Bäumen mindestens 20 Exemplare beerntet werden sollen...
Natürlich sind 50 besser als 20 und 100 besser als 50 !
Aber wenn es ein wichtiges Allel gibt, wird es nahezu sicher dann auch in einem der 20 Exemplare vorkommen...
Von den Redwoods gibt es aber mindestens noch hunderte Millionen. Auch treiben die abgeholzten Bäume als Sekundärwald ja wieder aus, so dass ihre Genetik weiter besteht...

Letztendlich weiß ich von genetischen Untersuchungen, die eine extrem hohe Vielfalt unter den Redwoods nachgewiesen haben, was wohl auf die lange Entwicklungsgeschichte zurückzuführen ist - wenn die Evolution viel Zeit hat, schafft sie eben auch viele neue Genvarianten !

Ein echtes Beispiel für einen Flaschenhals sind die Geparden. Ich habe mal gelesen, dass man ohne Immunsuppression eine Hautverpflanzung von einem auf den anderen vornehmen könnte...
Da muss in jüngerer Vergangenheit ein großes Sterben stattgefunden haben. Die wenigen überlebenden Geparden haben ihre Art dann (vorläufig ?) wieder vor dem Aussterben gerettet !

Diverse Grüße vom Remi 

[sequoiaundco]

Hallo Dennis,

Ist ja spannend. Gibt es diese Bestände aus identischen Klonen noch?

Keine Ahnung. Aber ich kann dir oder anderen Interessierten gerne Orte und eine allerdings recht grobe Karte der Anbauten per PN zusenden. Für genauere Info sind sicherlich Recherchen bei Landwirtschaftskammer und Forstämtern vonnöten.

Hallo Remi,

zum "genetischen Flaschenhals" machen sich schon einige Fachleute Gedanken:
Bei Sequoiadendron z.B.: http://www.savetheredwoods.org/what-we-do/study/researchgrants_detail.php?id=61

Bei Sequoia s. haben u.a. Dodd & Douhovnikoff belegt, dass die südlich der Sonoma-Mendocinocountygrenze vereinzelt gelegenen Bestände genetisch ärmer sind als die eher zusammenhängenden nördlichen Bestände.
Ansonsten weitere Infos dazu vielleicht im SSGP: http://dendrome.ucdavis.edu/NealeLab/ssgp/index.php

Grüße   chris   (sequoiaundco)

 

[denniz]

Vielen Dank für die Links!
Interessante Texte, offensichtlich eine sehr aktuelle Baustelle!

Poliploidie scheint keine besonders gute Eigenschaft zu sein, bei Wikipedia
wird diese bereits als Defekt oder Mutation unter ungünstigen (Kultur-) Bedingungen angesehen.

büffelnden Gruß
Denniz

[sequoiaundco]

Wer zum Thema Poliploidie bei Sequoia sempervirens einsteigen möchte:

http://www.savetheredwoods.org/media/pdf_ahuja.pdf

viel Spaß beim Büffeln           chris  (sequoiaundco)

[denniz]

uff, mein armer Kopf.. 

Aber der Artikel hat es in sich.
Die Autoren versuchen sich an einer These die erklärt, warum Sequoia polyploid geworden sein könnte.
Zunächst sollte noch erwähnt werden, dass Poliploidie eine Strategie der Natur bei Kreuzung verschiedener
Arten ist, um weiterhin fertil zu bleiben. ( durch Verdopplung der Erbanlagen werden die eigentlich nicht
kreuzbaren verdoppelt, um eine generative Vermehrung zu ermöglichen. )
( AA x BB = AB dann Verdopplung zu AABB weil AB unfruchtbar ist)   


Als Eltern von Sequoia sempervirens werden Vorfahren von "Metasequoia" und Sequoiadendron" für
möglich gehalten !!! Der KM als Kreuzungsbastard von BM und UM, der sich durch Genmutation als
stabile Population weiterentwickelt hat. Eine Eigenschaften von Polyploidie ist z.B. die geringere Fruchtbarkeit
der Kreuzung.

harter Tobak... aber sehr spannnend!

[sequoiaundco]

Hi Dennis,

Hut ab ! vor Mut und Ausdauer, dich in diese Materie und diesen Artikel zu verbeißen. Bei mir hat´s nur zum Überfliegen gereicht, da mir die gentheoretischen Grundlagen fehlen.
 
Für mich ist folgendes wichtig: Ahuja, übrigens ein ehemaliger Mitarbeiter der Bundesforschungsanstalt fur Forst- und Holzwirtschaft, Großhansdorf betont auch hier, dass Sequoia sempervirens einen hohen Grad an genetischer und phänotypischer Variabilität besitzt. Die Genomgröße (35.000)  ist eine der größten unter den Koniferen - Sequoiadendron & Metasequoia haben nur ca. 10.000. Dadurch gehört sie zu den Koniferen mit der größten Variationsbreite.
Ich verstehe das als positive Eigenschaft und nicht als Defekt, Erbschaden oder ungünstige Mutation mit negativen Folgen. Auch von fehlender Fruchtbarkeit kann wohl nicht die Rede sein. Hat sich das im Laufe der Jahrtausende „rausgewachsen“?

chris   (sequoiaundco

[Bakersfield]

Spannend ist es tatsächlich, aber auch noch relativ vage alles. Wenn man 100 Schritte bis zur Entschlüsselung der Genetik der Mammutbäume ansetzen würde, dann liegt m.M.n. die Forschung momentan irgendwo zwischen Schritt 5 und 10.

Interssant fand ich die Spekulation, dass die Polyploidie von Sequoia auch auf einer Hybridisierung eines oderer mehrerer Zwischenvorfahren basieren könnte. Soll heißen die heutige Sequoia könnte das Produkt mehrerer Sequoia-Urformen sein. Dieses eventuell nachdem Metasequoia- und Sequoiadendron- Vorgänger den Sequoia-Urgroßvater entstehen ließen.

Viel viel Ungewissheit, da erst wenige Proben aus wenigen Gebieten überhaupt untersucht wurden.

So viel zu meinen 10 Cents zum Thema.

[denniz]

Danke Chris .. ist aber auch schwer fesselnde Materie!
Genau das richtige für den Winter ohne Gartenarbeit, wenn man mal
die vielen Schneeschaufelstunden nicht mitzählt.. hier liegen zur Zeit noch 20cm.

Ob eine Mutation als positiv oder negativ gewertet werden kann, ist schon an sich eine schwere Frage.
Tatsache ist, dass Mutationen Teil der Evolution sind, genau wie das Aussterben einer Art, oder
die Entstehung einer Neuen durch Kreuzungsbastarde oder was auch immer.
Wir Menschen bewerteten häufig nur die kurzfristigen Folgen eines Events.
Eine kurzfristig positive Entwicklung kann langfristig negativ sein, und vice versa.
(Gentechnik/Genmanipulation z.B.)
Polyploidie wird häufig in Züchtung von Kulturpflanzen bewusst erzeugt (Weizen/Kohl),
kann aber auch durch eine gestörte Meiose (Kälte/Strahlung/Giftstoffe) auftreten,
was wiederum häufig bewusst genutzt wird um fruchtbare Hybriden zu erzeugen.
Die ungeheure Variabilität von Sequoia ist nun zunächst als Folge einer Kreuzung, und eines Millionen Jahre
andauernden Anpassungsprozesses interpretiert worden. Tatsache ist aber wieder der ebenfalls ungeheuer
grosse Anspruch der Sequoia an ihren Standort.

@Chris : Variationsbreite ja, Standorttoleranz eher nicht so sehr. Was bedeutet nun diese genetische Variationsbreite
wenn Sequoia nur noch zurückgezogen auf ein ganz bestimmtes Refugium existiert? Die These von Ahuja und Neale ist
ja die, dass diese Variationsbreite aus den Kreuzungsprozessen herrührt: Es wurden untereinander nicht kreuzbare
Chromosomensätze im Doppelpack weitergegeben. Es wird in dem Artikel nur eine Vermutung als Ansatz geäussert.
Diese Untersuchung ist von 2002, da ist dieser Link mit dem Hinweis auf die nächsten Schritte von Neale
vielversprechend:http://dendrome.ucdavis.edu/NealeLab/ssgp/overview.php

@Frank:

Interssant fand ich die Spekulation, dass die Polyploidie von Sequoia auch auf einer Hybridisierung eines oderer mehrerer Zwischenvorfahren basieren könnte. Soll heißen die heutige Sequoia könnte das Produkt mehrerer Sequoia-Urformen sein. Dieses eventuell nachdem Metasequoia- und Sequoiadendron- Vorgänger den Sequoia-Urgroßvater entstehen ließen.

Schön formuliert, Frank!
 

[sequoiaundco]

Hi Dennis und Frank,

meine laienhaften Vorstellungen über Polyploidisierung und das dadurch entstehende Potenzial für neue Eigenschaften und die Anpassung an neue Umweltbedingungen gehen jenseits von Laborzüchtungen u.ä. eher in die Richtung der folgenden Feldbeobachtungen:
http://derstandard.at/1311803083284/Evolution-in-Echtzeit-Zusehen-wie-eine-neue-Spezies-entsteht
bzw. engl. abstract: http://www.pnas.org/content/early/2011/08/03/1104212108

grüße  chris  (sequoiaundco)