Acker-Schmalwand (Arabidopsis thaliana, (L.) Heynh. 1842)

Identität

Acker-Schmalwand (Arabidopsis thaliana (L.) Heynh., 1842) ist eine kleine einjährige Art der Gattung Arabidopsis aus der Familie der Kreuzblütler (Brassicaceae). Das Artepitheton thaliana ehrt Johannes Thal, einen deutschen Arzt und Botaniker des 16. Jahrhunderts, der die Pflanze im Harz beschrieb. ^{1 7}

Während sie draußen als unscheinbares Wildkraut am Wegrand wenig auffällt, nimmt sie in der Wissenschaft eine besondere Stellung ein. Sie ist der maßgebliche Modellorganismus zur Erforschung pflanzlicher Genetik und Entwicklung. Ihr kurzer Lebenszyklus, ihr kleines Genom und die reichliche Samenbildung machten sie zum pflanzlichen Gegenstück der Fruchtfliege. ^{2 5}

Erkennung

Der zierliche Wuchs von Arabidopsis thaliana erreicht 20 bis 25 cm Höhe. An der Basis liegt eine Rosette ovaler, leicht behaarter Blätter von 1,5 bis 5 cm Länge. Aus ihr wächst ein dünner, aufrechter und verzweigter Blütenstängel. ^{3 7}

Vier kreuzförmig angeordnete weiße Kronblätter bilden die winzigen Blüten von etwa 3 mm Durchmesser. Sie zeigen damit das typische Merkmal der Kreuzblütler. Bald folgen charakteristische Früchte: schmale, längliche Schoten von 5 bis 20 mm, die entlang des Stängels aufrecht stehen. ^{2 3}

In jeder Schote liegen 20 bis 30 sehr kleine Samen. Zusammen mit dem schnellen Wachstum erklärt diese Samenfülle, weshalb die Pflanze kahle Böden rasch besiedelt und danach wieder verschwindet. Sie gehört auf offene, brachliegende und gestörte Flächen mit voller Belichtung. ^{3 7}

Nützliche Taxonomie

Die Erstbeschreibung erfolgte 1753 durch Carl von Linné als Arabis thaliana L. Gustav Heynhold stellte die Art 1842 in die Gattung Arabidopsis. In der Literatur begegnen weiterhin zahlreiche ältere Namen. Zu den wichtigsten Synonymen gehören:

• Arabis thaliana L. (ursprünglicher wissenschaftlicher Name)
• Sisymbrium thalianum (L.) J.Gay
• Stenophragma thalianum (L.) Čelak.
• Conringia thaliana (L.) Rchb.
• Crucifera thaliana (L.) E.H.L.Krause

Als verlässlicher Bezugspunkt dient der akzeptierte wissenschaftliche Name Arabidopsis thaliana. Die Art gehört zur Familie von Senf und Kohl. Ökotypnamen wie Columbia oder Landsberg erecta bezeichnen Laborlinien, keine eigenen Arten oder botanischen Varietäten. ^{1 6}

Lebensraum und Verbreitung

Zum natürlichen Areal der Acker-Schmalwand gehören das gemäßigte Eurasien und tropische Gebirge Afrikas. In Europa einschließlich Frankreich wächst sie wild auf Brachen, an Wegrändern und auf sandigen, felsigen oder kalkhaltigen Böden. Die Standorte sind stets lichtreich. ^{1 3}

Ihre Pionierrolle zeigt sich auf offenen und umgebrochenen Böden. Dort schließt sie dank schnellen Wachstums ihren Lebenszyklus ab, bevor konkurrenzstärkere Arten sie verdrängen. Trotz ihres Auftretens als Ackerwildkraut ist sie wenig aggressiv und wird nicht zu den schädlichen Unkräutern gezählt. ^{7 3}

Nach Nordamerika gelangte die weitverbreitete Art etwa im 17. Jahrhundert. Dort hat sie sich von den Vereinigten Staaten bis Kanada eingebürgert; heute erreicht sie weitere gemäßigte Regionen. Solche eingeführten Vorkommen sind vom eurasischen Ursprungsgebiet zu unterscheiden. ^{4 2}

Lebenszyklus und Vermehrung

Ein außergewöhnlich kurzer einjähriger Zyklus kennzeichnet Arabidopsis thaliana: Von Samen zu Samen vergehen unter geeigneten Bedingungen etwa sechs Wochen. Die Keimung braucht Licht und erfolgt an der Bodenoberfläche. Anschließend bildet sich die Rosette, und nach ungefähr drei Wochen beginnt die Blüte. ^{7 3}

Überwiegend vermehrt sich die Pflanze durch Selbstbefruchtung. Die geschätzte Auskreuzungsrate beträgt weniger als 0,3 %. Diese Selbstbestäubung erzeugt genetisch stabile Linien. Für die Forschung ist das entscheidend, weil die Nachkommen das Erbgut der Mutterpflanze weitgehend unverändert weitertragen. ^{7 2}

Winterformen keimen im Herbst und überdauern als Rosette, bevor sie im Frühjahr blühen. Andere Formen durchlaufen den gesamten Zyklus in der warmen Jahreszeit. Im Labor ermöglicht diese Anpassungsfähigkeit mehrere Generationen jährlich. Vermehrt wird ausschließlich durch Aussaat an der Oberfläche, manchmal nach kurzer Kältestratifikation für gleichmäßigen Auflauf. Wenn die Schoten sich öffnen dürfen, sät sich die Pflanze anschließend selbst aus. ^{3 6}

Nutzen und Risiken

Die wichtigste Nutzung der Acker-Schmalwand liegt in der Wissenschaft. Im Jahr 2000 veröffentlichte die Arabidopsis Genome Initiative in Nature ihr vollständig sequenziertes Genom, das erste einer Pflanze. Mit fünf Chromosomen, ungefähr 157 Millionen Basenpaaren und rund 27 600 proteincodierenden Genen bleibt die Art ein zentraler Modellorganismus der Pflanzenbiologie. ^{5 2}

Mehrere praktische Vorteile kommen zusammen: geringe Größe, ein sechswöchiger Zyklus, Selbstbestäubung und Hunderte Samen je Pflanze. Dadurch lassen sich Kreuzungen, Mutationen und Beobachtungen rasch durchführen. Ein besonders anschauliches Beispiel sind Versuche, in denen Samen in Mondregolith keimten. Eine übliche Nutzung als Zierpflanze oder Lebensmittel hat die Art dagegen nicht. ^{7 6}

Hinsichtlich der Sicherheit gilt Acker-Schmalwand als kleine ungiftige wilde Kreuzblütlerin. Sie enthält nur geringe Mengen der in der Kohlfamilie verbreiteten Glucosinolate und keine bedeutsamen Giftstoffe. Sie zählt nicht zu den als gefährlich für Katzen, Hunde oder Pferde aufgeführten Pflanzen. Mangels etablierter kulinarischer Verwendung bleibt sie dennoch eine Forschungspflanze und kein Gartengemüse. ^{3 4}

Sorten, Verwechslungen und verwandte Pflanzen

Labornamen stehen bei dieser Art für genetische Linien. Columbia (Col-0) ist der Referenzökotyp des sequenzierten Genoms. Landsberg erecta, Wassilewskija und Cape Verde Islands sind weitere Linien, die wegen besonderer genetischer Eigenschaften gewählt wurden. Es handelt sich um Selektionen aus natürlichen Populationen, nicht um eigenständige Taxa. ⁶

Draußen kommen vor allem andere kleine einjährige Kreuzblütler als Verwechslungspartner infrage:

• Capsella bursa-pastoris, das Hirtentäschel, mit dreieckigen Früchten;
• Cardamine hirsuta, das Behaarte Schaumkraut, mit in Teilblättchen gegliedertem Laub;
• Erophila verna, das Frühlings-Hungerblümchen, noch kleiner und früher blühend.

Eine Rosette behaarter Blätter, kreuzförmige weiße Blüten von 3 mm und schmale, aufrechte Schoten sind zusammen die zuverlässigsten Merkmale. Mit ihnen lässt sich eine kleine Kreuzblütlerin auf einer Brache als Arabidopsis thaliana bestätigen. ^{3 1}

Hauptquellen

• Plants of the World Online / Kew, Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.
• Encyclopaedia Britannica, Brassicales (Arabidopsis thaliana als Modellpflanze)
• Plants For A Future, Arabidopsis thaliana
• USDA PLANTS Database, Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.
• Arabidopsis Genome Initiative, Nature 408 (2000), sequenziertes Genom
• NCBI Taxonomy, Arabidopsis thaliana (taxid 3702)
• Wikipedia FR, Arabette des dames (Arabidopsis thaliana)