Pflanzen, die zur gleichen Art gehören, können in ihrer chemischen Zusammensetzung erheblich variieren, was Auswirkungen auf ihren Geruch, Geschmack und sogar ihre Giftigkeit hat. Eine aktuelle Untersuchung der Universität Bielefeld zeigt, dass der Begriff „Chemotyp“ bislang uneinheitlich verwendet wird. Die Forscherinnen und Forscher schlagen daher neue, klare Kriterien vor, um chemische Unterschiede innerhalb einer Pflanzenart besser zu klassifizieren und zu verstehen.
Gemäß den Ergebnissen der Studie besitzen Pflanzen derselben Art unterschiedliche chemische Profile, die sie verschiedenen Chemotypen zuordnen können. Die Forscher betonen, dass eine präzise Zuordnung nur dann möglich ist, wenn klar angegeben wird, welches Pflanzenorgan und welche spezifische Stoffgruppe untersucht wurde. Professorin Dr. Caroline Müller, eine der Hauptautoren der Studie, erklärt: „Frühere Zuordnungen von Chemotypen waren oft ungenau, da nicht spezifiziert wurde, auf welches Organ und welche chemische Verbindung sich die Analyse bezog. Mit unserer neuen Systematik schaffen wir klare Kriterien, die helfen, was genau einen Chemotyp ausmacht.“
Der Begriff Chemotyp beschreibt Pflanzen innerhalb einer Art, die sich in bestimmten Inhaltsstoffen unterscheiden, wie beispielsweise Terpenoiden und Alkaloiden. Diese chemischen Verbindungen spielen eine wesentliche Rolle, wenn es darum geht, Fressfeinde abzuwehren oder sich gegen Krankheitserreger zu schützen. Die Unterschiede zwischen verschiedenen Chemotypen sind größtenteils genetisch bedingt, können jedoch auch von Umweltfaktoren beeinflusst werden. Darüber hinaus variiert die chemische Zusammensetzung auch je nach untersucht Pflanzenorgan: Blätter, Blüten und Wurzeln können unterschiedliche chemische Profile aufweisen.
Ein Beispiel, das die Abhängigkeit der Zuordnung von der gewählten Stoffgruppe verdeutlicht, ist die Pflanze Rainfarn (Tanacetum vulgare), die von der von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Forschungsgruppe FOR 3000 untersucht wurde. Die Forscher zeigen, dass ohne einheitliche Kriterien die Vergleichbarkeit von Ergebnissen aus verschiedenen Studien stark eingeschränkt ist. Diese Erkenntnisse sind nicht nur für die Grundlagenforschung von Bedeutung, sondern auch für praktische Anwendungen in der Pharmazie, der Landwirtschaft und im Pflanzenschutz.
Die chemischen Unterschiede zwischen Chemotypen können auch erhebliche praktische Konsequenzen haben. So wurde Rainfarn früher als „Wurmkraut“ zur Bekämpfung von Darmwürmern eingesetzt. Die Giftigkeit der Pflanze kann jedoch je nach Chemotyp stark variieren. Ein weiteres prominentes Beispiel ist Cannabis, bei dem verschiedene Chemotypen unterschiedliche THC-Gehalte (Tetrahydrocannabinol) aufweisen und somit auch unterschiedliche Wirkungen entfalten können.
Für die Landwirtschaft ist das Verständnis der Chemotypen von Bedeutung, da die chemischen Eigenschaften der Pflanzen beeinflussen, wie attraktiv sie für Schädlinge oder Krankheitserreger sind. Langfristig könnte dieses Wissen dazu beitragen, Pflanzen gezielt auszuwählen, um ihre Widerstandsfähigkeit gegenüber verschiedenen Umweltbedingungen zu erhöhen. An der Universität Bielefeld wird in diesem Zusammenhang im strategischen Fokusbereich InChangE geforscht, der sich mit der Individualisierung von Pflanzen in sich ändernden Umwelten beschäftigt.
Professorin Dr. Caroline Müller fasst die Erkenntnisse zusammen: „Chemotypen verdeutlichen, wie groß die Unterschiede zwischen Individuen derselben Pflanzenart sein können. Eine einheitliche Beschreibung dieser Vielfalt ist entscheidend, um sie in Forschung und Anwendung besser zu verstehen und zu nutzen.“
Die Veröffentlichung der Studie, die im Fachjournal „Trends in Plant Science“ erschienen ist, bietet einen neuen Ansatz zur Klassifizierung von Chemotypen und eröffnet somit neue Perspektiven für die Botaniker und Anwendungsforscher.
Für weitere Informationen stehen Professorin Dr. Caroline Müller und das Team der Universität Bielefeld gerne zur Verfügung. Die Forschungsergebnisse sind unter anderem auf der Webseite der Universität zugänglich, die auch Informationen über die Forschungsgruppe und deren Projekte bereitstellt.
