Polyploidie

Polyploidie bezeichnet in der Biologie das bei manchen Arten zu beobachtende Phänomen, mehr als zwei Sätze von Chromosomen in den Zellen zu besitzen. Bei einigen weiteren Arten tritt Polyploidie nur in einzelnen Zellen auf.

Ein einfacher (haploider) Chromosomensatz enthält jedes Chromosom einmal, ein zweifacher (diploider) Chromosomensatz zweimal.

Ab drei Chromosomensätzen spricht man von Polyploidie:

• triploid: drei Chromosomensätze, beispielsweise bei einigen Bärtierchen (Tardigrada), Gewöhnlicher Löwenzahn und selten bei Amphibien, vergleiche Teichfrosch
• tetraploid: vier Chromosomensätze, beispielsweise Gewöhnlicher Löwenzahn, Forellenfische und Wechselkröten wie Bufotes oblongus^[1]
• pentaploid: fünf Chromosomensätze, beispielsweise Alaska-Papier-Birke (Betula papyrifera var. kenaica, Syn.: Betula kenaica)^[2]
• hexaploid: sechs Chromosomensätze, beispielsweise beim Saatweizen
• oktoploid: acht Chromosomensätze, beispielsweise bei Gartenerdbeersorten oder einigen Stören
• dekaploid: zehn Chromosomensätze, beispielsweise bei bestimmten Erdbeerhybriden
• dodecaploid: zwölf Chromosomensätze, beispielsweise beim Silber-Brandschopf

Bei einer geraden Anzahl von Chromosomensätzen spricht man von Orthoploidie, bei einer ungeraden von Anorthoploidie.

Die Entstehung der Polyploidie eines Organismus hat ihre Ursache in der Chromosomenvervielfältigung bei der Meiose. Werden keine Spindelfasern gebildet oder die homologen Chromosomenpaare bei der Reduktionsteilung aus anderen Gründen nicht getrennt, so entstehen diploide Gameten. Die Ursachen für solche nicht erfolgten Trennungen können Stoffwechselstörungen, Umwelteinflüsse (Kälte) oder vom Menschen hinzugefügte Gifte wie Colchizin oder 8-Hydroxychinolin sein.

Über evolutionäre Zeiträume hinweg betrachtet stellt Polyploidie meist kein dauerhaftes Merkmal dar. Wohl entsteht sie in einem Organismus als Duplikation des gesamten Genoms (englisch: whole genome duplication, WGD). Doch driften die entstandenen Genkopien im Folgenden durch Mutationen und Chromosomenaberrationen auseinander, gehen verloren oder gewinnen neue Eigenschaften. Nach längerer Weiterentwicklung ist die Herkunft erhaltener Gene oft erst durch Analysen ihrer DNA-Sequenzen zu klären. Spuren früherer WGD-Ereignisse lassen sich in allen Lebewesen auffinden.

Polyploidie einzelner Zellen eines Organismus kann durch Endoreplikation oder Endomitose entstehen.

1. ↑ Christophe Dufresnes et al.: Fifteen shades of green: The evolution of Bufotes toads revisited. In: Molecular Phylogenetics and Evolution. Band 141, Nr. 1066152019, Elsevier, 2019, doi:10.1016/j.ympev.2019.106615.
2. ↑ Berichte über die wissenschaftliche Biologie. Springer-Verlag., 1931 (google.com [abgerufen am 14. Februar 2023]).