Ein Kraut, das Katzen lieben: Die Katzenminze Bildrechte: imago images/Ardea

Pflanzen-Evolution Wie die Minze zur Katzenminze wurde

13. Mai 2020, 20:13 Uhr

Katzenbesitzer dürften sie kennen: Katzenminze – das Kraut, auf das Stubentiger abfahren. Ein Forscherteam mit Jenaer Beteiligung hat die Evolution dieser besonderen Pflanze entschlüsselt.

Sie wirkt so magisch auf Katzen, dass sie sich am liebsten darin umherrollen – die Echte Katzenminze. Wie genau dieser Effekt von Nepeta cataria zustande kommt, ist immer noch unklar. Sicher ist nur, dass der Wirkstoff Nepetalakton daran beteiligt ist, ein sogenanntes Iridoid, das die Pflanze u.a. dazu nutzt, um parasitische Insekten abzuwehren und potenzielle Bestäuber anzulocken.

Katzenminze nutzt "wiederholte Evolution"

Früher produzierten diese Iridoide viele bekannte Vertreter der Nepetoideae, einer Unterfamilie der Minzen, wie etwa Basilikum, Oregano, Rosmarin, Zitronenmelisse und Pfefferminze. Sie alle verloren diese Fähigkeit im Laufe der Evolution – bis auf die Katzenminze.

Ein internationales Forscherteam unter Beteiligung des Jenaer Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie (MPICE) konnte jetzt per Genomanalyse die Frage beantworten, warum das so ist. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler im Fachmagazin "Science Advances".

Demnach ist das Vorkommen von Nepetalakton in der Katzenminze das Resultat einer "wiederholten Evolution". Frühere Vertreter der Pflanzenart hatten die Fähigkeit, das Iridoid zu bilden ebenso wie die anderen Mitglieder der Nepetoideae verloren – die Katzenminze aber gewann sie irgendwann wieder.

Weitere ungewöhnliche Iridoide gesucht

Prof. Sarah O’Connor vom Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in Jena.

Prof. Sarah O’Connor. Bildrechte: Sebastian Reuter

Dazu verglichen die Forscher zwei Arten der Katzenminze mit der relativ nah verwandten Heilpflanze Ysop (Hyssopus officinalis), die weder Nepetalakton noch andere Iridoide produzieren kann.

Dabei fanden sie heraus, dass die Nepetalakton-Bildung über Gen-Cluster gesteuert wird, also ähnliche Gene, die sich nah beieinander im Genom befinden. Ähnliche Schritte führten auch bei anderen Pflanzen zu der insgesamt beeindrucken Vielfalt an Stoffwechselprodukten.

Die Katzenminze ist ein perfektes Modell, um diese Prozesse zu studieren. Wir versuchen nun, die chemischen Substanzen in der Pflanze zu verändern. Das wird uns dabei helfen [...] , die ökologischen Funktionen von Nepetalakton zu verstehen. [...] Wir suchen zudem noch nach anderen Nepeta-Arten, die ungewöhnliche Iridoide produzieren.

Prof. Sarah O’Connor vom Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in Jena

Prof. O'Connor, die zuvor am renommierten Massachusetts Institute of Technology (MIT) in den USA arbeitete, leitet seit 2019 die Abteilung Naturstoffbiosynthese am MPICE in Jena. Dabei erforscht sie sowohl die ökologischen Auswirkungen der Interaktion von Pflanzen mit ihrer Umgebung als auch ihr medizinisches Potenzial. "Pflanzen entwickeln dauernd neue chemische Substanzen", erklärt Sarah O'Connor, "mit unserer Forschung können wir Momentaufnahmen von dieser Evolution machen."

cdi