Mutation

Mutation
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Unter Mutationen (dt. Veränderung) versteht man spontan in der Natur auftretende oder aber auch künstlich herbeigeführte Änderungen der Erbinformation im Genom der Zellkerne von Lebewesen. Diese ereignen sich meistens punktuell (Punktmutationen), können aber auch größere DNA-Abschnitte umfassen (Deletion, Insertion, Chromosomenbrüche). Erfolgen die Mutationen in der Keimbahn, werden diese an die darauffolgende Generation weitergegeben. Wird der Organismus nicht geklont, verschwinden die mit zunehmendem Alter in den Zellkernen angehäuften Mutationen mit dem natürlichen Tod des Organismus. Nur ein geringer Prozentsatz der spontan auftretenden Mutationen bewirkt positive Effekte, viele Mutationen bleiben stumm oder drücken sich nur minimal bzw. graduell aus.

Viele der über die Jahre akkumulierten Mutationen zusammengenommen können sich irgendwann nachteilig (negativ) auf den Organismus auswirken. Dies kann sich in Funktionsstörungen von Organen oder in Krankheiten wie Mauke (Krebs) äußern, und bis hin zur Lebensunfähigkeit führen. Da Mutationen in den Zellkernen der Gewebe auftreten, sind diese zunächst nur punktuellen Veränderungen im Erbmaterial der Zellen am lebenden Organismus meist noch nicht auffällig oder nicht gravierend ausgeprägt. Jedes Chromosom mutiert unabhängig, durch den doppelten homologen Chromosomensatz in diploiden Organismen wie zum Beispiel der Weinrebe liegt jede Erbinformation doppelt vor, so dass ein mutationsbedingter Funktionsausfall auf nur einem Chromosom durch die Gene des anderen homologen (übereinstimmenden) Chromosoms ausgeglichen werden kann.

Zudem gibt es auch zelluläre Reparaturmechanismen, die gewisse Mutationen wieder unschädlich machen oder negative Folgen kompensieren können. Häufig auftretende Mutationen am Rebstock betreffen die Veränderungen der Beerenfarbe, die auf einer mutationsbedingten Unterbrechung bzw. Beeinträchtigung der Synthesewege der Anthocyane beruht. Deshalb müssen die ursprünglichsten Rebsorten eine blauschwarze Beerenfarbe aufgewiesen haben. Denn nur Sorten mit dem vollständigen Syntheseweg für die Anthocyan-Farbstoffe in der Beerenhaut können zu Mangelmutanten wie den violetten, roten, rosafarbigen oder gelb-grünen Sorten mutieren. Eine solche Mangelmutante kann ihren Mangel jedoch weitervererben, so dass später auch rotbeerige oder weißbeerige Sorten als Ausgangssorten für weitere Zuchtlinien dienten. Mutationsbedingte Variationen zeigen sich auch an der Wüchsigkeit des Rebstocks, der Morphologie der Blätter (Form, Größe, Tiefe und Anzahl der Blattlappen, Dichte der Behaarung etc.), an den Trieben (aufrechte oder geneigte Wuchsform, Bänderung), sowie last but not least an den Trauben und Beeren (Fruchtbarkeit, Intensität der Anthocyan-Färbung, Trauben- und Beerengröße, Nebentraube, Beerendichte, Beerenform, Reifedauer und Geschmack).

Vor allem bei sehr alten Sorten wie Burgunder, Chasselas, Grenache Noir, Muskateller und Traminer haben sich durch Mutationen vielfältige Sortenklone herausgebildet. Klone im weinbaulichen Sinne sind in der Regel keine 100% identischen Kopien der Ausgangspflanze mehr, sondern durch Mutationen bereits genetisch leicht veränderte Mutanten bzw. morphologisch leicht voneinander abweichende Spielarten. Einen in einigen Merkmalen abweichenden Klon nennt man auch Klonmutant. Mutationsbedingte Varianten können an einzelnen Fruchtruten durch Knospenmutation entstehen. Bei der Jahrhunderte lange praktizierten vegetativen Vermehrung der Sorten durch Massenauslese werden aus den im Weinberg geschnittenen Ruten wieder neue Rebstöcke für neue Weinberge begründet, so dass die vor Ort entwickelte Klonvielfalt über Jahrhunderte bewusst oder unbewusst erhalten blieb und sich weiterentwickeln konnte. Normalerweise unterscheiden sich mutationsbedingte Klonvarianten nur graduell vom originalen Rebsortentypus, aber besonders bei sehr alten Rebsorten mit einer sehr langen vegetativen Vermehrungs-Geschichte können sich einzelne Klone beträchtlich auseinanderentwickelt haben.

Die Pflanzen haben dann in eigenständigen somatischen Entwicklungslinien so viele unterschiedliche Mutationen angehäuft, dass sie sich auch morphologisch abgrenzen lassen. Auffällige Spezialfälle wurden in der Regel mit eigenen Namen versehen, die zumeist leicht feststellbare Veränderungen der Beerenfarbe, den Reifezeitpunkt, Geschmacksnoten oder die Dichte der Blattbehaarung betrafen. Andere Mutationen äußern sich durch einen geänderten Reifezyklus wie zum Beispiel eine etwas frühere oder spätere Reife, was häufig mit den Präfixen grün für spätere Reife bzw. gelb für süßere Beeren ausgedrückt wurde (Grüner und Gelber Orleans, Grüne und Gelbe Seidentraube). Besonders die Mutation der Beerenfarbe tritt recht häufig auf. Bei somatischen Chimären können sogar auf derselben Traube verschiedenfarbige Beeren auftreten, im Extremfall gibt es wie beim Tressot Panaché (panaché = gemischt) sogar unterschiedliche Farben an einer einzelnen Beere.

Besonders signifikante Beispiele sehr alter Mutationen sind Pinot Blanc und Pinot Gris als Beerenfarbmutanten des Pinot Noir, der Frühburgunder (Pinot Précoce Noir) als frühreife Mutante des Pinot Noir, der Schwarzriesling (Pinot Meunier) als stark behaarte somatische Chimäre des Pinot Noir und der wenig behaarte Samtrot, der eine partielle Rückmutation des Pinot Meunier zum Phänotyp des Pinot Noir darstellt, genotypisch jedoch immer noch die Charakteristika des Pinot Meunier aufweist. Beispiele für Mutanten aus jüngerer Zeit sind Findling als früh reifende Mutante des Müller-Thurgau und Kernling als Mutante vom Kerner. Bei der Beerenfarbe kann man nicht selten auch Rückmutationen beobachten. Wenn einzelne besonders augenfällige Merkmale betroffen waren, wurden solche aus Mutationen hervorgegangenen Sorten-Varianten häufig wie eigenständige Rebsorten mit eigenen Namen angesehen, obwohl es sich nicht um züchterische Produkte handelte.

Wenn die Unterschiede nicht so auffällig waren, sprach man eher von Spielarten, Varianten oder Varietäten innerhalb der Sorte, wobei aber letzterer Begriff Wildreben vorbehalten ist. Der Mensch hat immer wieder Mutationen ganz bewusst selektiert, das heißt die besten Formen, Spielarten und Varianten ausgesucht und dies dann gezielt weitervermehrt. Durch Mutationen kann somit bei größeren genetischen Abweichungen aus einer Rebsorte durchaus sozusagen eine „neue“ Sorte abgegrenzt werden, die nicht aus generativer Vermehrung mittels Sämling hervorgegangen ist. Umgekehrt sehen sich manche aus Sämlingsvermehrung hervorgegangene Geschwistersorten phänotypisch so ähnlich, dass sie häufig verwechselt und wie eine Sorte behandelt wurden, obwohl sie genotypisch leicht zu trennen sind. Künstliche Mutationen (Mutations-Züchtungen) können durch ionische Bestrahlung oder chemische Behandlung von Pollenkörnern, Beeren-Kernen, Stecklingen, Knospen, Zellsuspensionen oder anderen Gewebeteilen bewusst herbeigeführt werden. Mit Colchizin-Behandlung lassen sich Mutanten mit tetraploidem Chromosomensatz (4n) erzeugen. Siehe dazu auch unter DNA, Molekulargenetik und Reben-Systematik.