Molekulare Phylogenie, Merkmalsevolution und Biogeographie der Gattung Scrophularia (Scrophulariaceae) Dissertation gefördert durch die Universität Bayern (Stipendium nach BayEFG)
Diplomarbeit in Zusammenarbeit mit der Koordinationsstelle für Fledermausschutz Südbayern (Dr. Andreas Zahn)
Molekulare Phylogenie, Merkmalsevolution und Biogeographie der Gattung Scrophularia
Scrophularia heterophylla
Der Name Scrophularia taucht zuerst bei MATTHAEUS SYLVATICUS (1480) in einem Werk über Heilpflanzen auf. LINNÉ (1753) führte zwölf Arten ein, von denen neun bis jetzt anerkannt sind. Insgesamt umfasst Scrophularia L. heute ca. 200 Arten in Europa und Asien sowie in Nordamerika, der Karibik und Ostafrika (Somalia) mit Diversitätszentrum im Iran und in Afghanistan. Nah verwandte Gattungen sind beispielsweise Verbascum (nach molekularen Befunden Schwestergruppe zu Scrophularia, siehe OLMSTEAD et al. 2001) und Oreosolen (ALBACH et al. 2005).
Aufgrund pharmakologisch wirksamer Inhaltsstoffe (besonders Iridoide, Iridoidglykoside, Phenolsäuren, Flavonoide, Saponine) haben einige Arten auch als Therapeutika in der Medizin Verwendung gefunden. Auch in der Krebstherapie scheinen einige Arten vielversprechend zu sein: S. scopolii hat cytotoxische und cytostatische Wirkung, S. ningpoensis (in China zudem seit langer Zeit als Medizinalpflanze kultiviert) wirkt antimutagen, besonders durch trans-Zimtsäure (SANTOS GALÍNDEZ et al., 2002); die Art ist bereits Bestandteil eines Präparats gegen Bronchial-Pulmonar-Krebs.
Revisionen der Gattung stammen von WYDLER (1828), BENTHAM (1846) und BOISSIER (1879) sowie von STIEFELHAGEN (1910). Unter Einbeziehung wechselnder taxonomischer Schlüsselmerkmale (z.B. Blattanastomosen, Behaarung, Form des Staminodiums) wurden mehrere Sektionskonzepte (Unterteilung in 2-5 Sektionen) erarbeitet, von denen sich aber keines als befriedigend herausstellte. Somit verzichten die beiden aktuellsten Bearbeitungen von LALL & MILL (Flora of Turkey, 1978) und GRAU (Flora Iranica, 1981) vollständig auf eine infragenerische Gliederung.
In Anbetracht der bis heute unzureichenden taxonomischen Bearbeitung der Gattung Scrophularia ist eine biosystematische Revision in Kombination mit molekularen Analysen dringend erforderlich, zumal molekulare Befunde in jüngerer Vergangenheit zu einer völligen Neuumgrenzung der Familie der Scrophulariaceae geführt haben (OLMSTEAD & REEVES 1995, OLMSTEAD et al. 2001).
Der Fokus einer umfassenden systematischen Bearbeitung unter Einbeziehung molekular-phylogenetischer und biogeographischer Aspekte liegt auf dem Diversitätszentrum im Iran und Afghanistan. Fragen diesbezüglich betreffen den Ursprung der Gattung, potentielle Verbreitungswege sowie eventuelle weitere Diversitätszentren. Basierend auf einer molekularen Phylogenie mithilfe plastidärer, nukleärer und mitochondrieller Marker wird eine natürliche Gliederung der Gattung erarbeitet, die Evolution von Merkmalen rekonstruiert und eine Datierung der Entwicklungslinien versucht. Dadurch ist auch eine Überprüfung der Sektionskonzepte der oben genannten Autoren und die Erarbeitung einer verläßlicheren infragenerischen Gliederung möglich.
Die molekularbiologischen Analysen werden ergänzt durch mikromorphologisch-anatomische, phytochemische und karyologische Untersuchungen (Bestimmung von Chromosomenzahlen, Karyotyp-Vergleiche) sowie Aspekte der Bestäubungsbiologie. Eine umfangreiche Kultur möglichst vieler Scrophularia-Arten in den Versuchsgewächshäusern unterstützt diesen Ansatz.
Referenzen:
ALBACH, D.C., MEUDT, H.M, OXELMAN, B. (2005): Piecing together the „new“ Plantaginaceae. Am.J.Bot 92 (2): 297-315.
BENTHAM, G. (1846): Scrophularia. In: CANDOLLE, A.-P. DE & CANDOLLE, A. DE (Eds.): Prodromus systematis naturalis regni vegetabilis 10, 302-420. Paris.
GRAU, J. (1981): Scrophularia. In: RECHINGER, K.H. (Ed.): Flora Iranica, Lfg. 147, 213- 284. Akademische Druck- und Verlagsanstalt, Graz.
LALL, S.S. & MILL, R.R. (1978): Scrophularia. In: DAVIS, P.H. (Ed.): Flora of Turkey, Vol. 6, 603-647. University Press Edinburgh.
LINNÉ, C.v. (1753): Scrophularia. In: LINNÉ, C.v.: Species Plantarum 2, 619-621. Stockholm.
MATTHAEUS SYLVATICUS (1480): Liber pandectarum medicinae. – Venedig. 308 Seiten.
OLMSTEAD, R.G. & REEVES, P.A. (1995): Evidence for the polyphyly of the Scrophulariaceae based on chloroplast rbcL and ndhF sequences. Ann. Miss. Bot. Gard. 82: 176-193.
SANTOS GALÍNDEZ, J.de, DÍAZ LANZA, A.M., FERNÁNDEZ MATELLANO, L. (2002): Biologically Active Substances from the Genus Scrophularia. Pharm. Biol. 40 (1): 45-59.
STIEFELHAGEN, H. (1910): Systematische und pflanzengeographische Studien zur Kenntnis der Gattung Scrophularia. Bot. Jahrb. Syst. 44: 406-496.
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