Abkürzung oder Sackgasse: Seit über 100 Jahren streiten sich Biologen darüber, welche Auswirkungen die natürliche Kreuzung zweier Pflanzenarten auf die Evolution haben kann. Die grundlegende Frage lautet dabei: Entstehen durch das Verschmelzen des unterschiedlichen Erbguts der Eltern völlig neue Genvarianten, die die Anpassung an veränderte Umweltbedingungen ermöglichen? Oder stellen die Kreuzungen lediglich ein, so die Gegner der Anpassungstheorie, "evolutionäres Rauschen" dar, das lokal und zeitlich begrenzt ist und kaum Auswirkungen auf die langfristige Entwicklung hat?

Eindeutige Antworten auf diese Fragen sind in der Natur schwer zu finden. Einzig Pflanzenarten, die aus einer Kreuzung hervorgegangen sind und sich anschließend isoliert von ihren Verwandten entwickelt haben, könnten Aufschluss geben. Ein Team von Biologen aus Frankreich und den USA glaubt nun, in der Familie der Sonnenblumen fündig geworden zu sein.

Wie die Forscher im Wissenschaftsmagazin "Science" berichten, sind zumindest drei Sonnenblumen-Vertreter aus zwei weit verbreiteten, in einer gemäßigten Umgebung lebenden Arten hervorgegangen. Mehr noch: Die drei Kreuzungen haben unabhängig voneinander ihre Heimat in extremen Lebensräumen gefunden. Während eine Art in den Sanddünen Utahs und Arizonas wächst, hat sich eine andere in den festen, trockenen Wüstenböden der westlichen USA niedergelassen. Die dritte Art wiederum kommt nur in den Salzwassersümpfen von Westtexas und New Mexico vor.

Um das Anpassungsvermögen der drei bis zu 200.000 Jahre alten Kreuzungen zu studieren, spielten die Forscher um Loren Rieseberg von der Indiana University in Bloomington die natürliche Entwicklung im Labor nach. Aus den beiden Elternarten schufen die Wissenschaftler in ihren Gewächshäusern eine große Zahl von Kreuzungen. Dabei habe sich gezeigt, so die Biologen in "Science", dass bei den natürlichen Sonnenblumen die Mehrzahl der extremen Eigenschaften durch die Kreuzung entstanden ist.

• US-Wissenschaftsmagazin "Science" 

Als die Forscher ihre im Labor gezüchteten Arten in die natürlichen Wüsten und Salzwassersümpfe ausgewilderten, habe sich zudem deren Anpassungsfähigkeit gezeigt. Viele durch die Kreuzung entstandenen Charakterzüge machen das Überleben unter unwirtlichen Bedingungen erst möglich.

Auch die Analyse der Erbsubstanz offenbarte ein ähnliches Muster: Ausgehend von ihren Laborpflanzen versuchten die Forscher zu ermitteln, welche Abschnitte des elterlichen Erbguts an die natürlichen Kreuzungen weitergegeben wurde. Anscheinend werden beim Kreuzen viele verschiedene Gene gleichzeitig verändert. Das wiederum erleichtert die schnelle und umfassende Anpassung an schwierige Bedingungen - was allein durch die Evolution schwierig wäre. Folglich haben natürliche Kreuzungen, so die Wissenschaftler, die ökologische Vielfalt der Sonnenblumen entscheidend beeinflusst.