Bei einer Sonifikation arbeiten WissenschaftlerInnen und KünstlerInnen zusammen,
um Daten hörbar zu machen: Zahlen werden zu Klängen. Das schafft einen neuen Zugang,
um z. B. Gesetzmäßigkeiten und Strukturen in Daten leichter zu erkennen. Hier präsentieren
wir solche Beispiele rund um das Thema Erbinformationen und Pflanzenzüchtung. Viel Spaß mit
der TOP-Versuchspflanze Arabidopsis thaliana, der Kartoffel und dem Weizen!
Arabidopsis thaliana
Das Alphabet der Gene
Forschende und Züchter verändern die Erbinformation von Pflanzen, um ihre Eigenschaften zu
verstehen und zu verbessern. Doch wie sieht die Erbinformation aus? Sie besteht aus einem sehr
einfachen Code: Vier unterschiedliche Bausteine (Nukleinbasen) sind das Alphabet der Gene.
Diese werden mit A, C, G und T abgekürzt. Ein Gen besteht teilweise aus bis zu mehreren tausend
Basenpaaren. Und so hört sich das an, wenn diese in unterschiedlichen Tonhöhen gespielt werden.
Klang 2:
Was steckt in den Genen?
Arabidopsis thaliana
Was steckt in den Genen?
Gene enthalten die Bauanleitung für Proteine (Eiweiße). Die Bausteine
der Proteine sind Aminosäuren, von denen es 21 verschiedene gibt. Im genetischen
Code steht jeweils eine Gruppe von drei Basenpaaren für eine bestimmte Aminosäure.
Im folgenden Klangbeispiel kommen daher 21 verschiedene 3er Ton-Motive vor, die jeweils
einer Aminosäure entsprechen. Gespielt wird ein Ausschnitt aus einem Gen der Ackerschmalwand
(Arabidopsis thaliana). Das Erbgut dieser Pflanze ist relativ klein und daher eine
begehrte Pflanze in der Grundlagenforschung.
Klang 3:
Ist Erbgut veränderlich?
Arabidopsis thaliana
Ist Erbgut veränderlich?
Ja, das ist sozusagen Natur der Sache. Die Erbinformation wird bei der Zellteilung
kopiert und es entstehen dabei natürlicherweise vereinzelt Fehler. Es können einzelne
Basen (A, T, C und G) verändert werden. Diese Punktmutationen leisten einen wesentlichen
Beitrag zur Evolution. Im Klangbeispiel hören Sie den Einfluss von unterschiedlichen
Mutationsraten auf eine kurze Gensequenz. Bei jedem Durchlauf schleicht sich ein kleiner
Fehler ein.
Klang 4:
Livestream der Arabidopsis thaliana
Arabidopsis thaliana
Stiller Wandel
In der Natur findet man von einer Pflanzengeneration zur nächsten im Durchschnitt eine
Mutation pro 63 000 Basenpaare. ZüchterInnen erhöhen diese Wahrscheinlichkeit mittels
Mutagenese. So erzeugen sie 500-mal häufiger Mutationen in den Pflanzen. Aber auch dann
ist eine Mutation ein seltenes Ereignis. Wenn Sie dem vertonten Erbgut der Arabidopsis
lauschen, würde Sie an einem ganzen Tag nur 2-3 Mal eine veränderte Tonhöhe wahrnehmen
können. Vom 1. März bis zum 30. September 2019 können Sie dem
Livestream des Erbgutes der Arabidopsis thaliana folgen.
Wie hört sich Kartoffelzüchtung an? Kartoffeln kamen erst im 16. Jahrhundert aus
Südamerika nach Europa. Ihr Anbau war zunächst nicht sehr erfolgreich, da sie nicht
an unsere langen Sommertage angepasst waren. Deshalb konnten nur kleine Knollen
im Herbst geerntet werden. Aber ZüchterInnen haben sie angepasst, indem sie z.B.
geeignete Mutationen im Erbgut genutzt haben. Heute gibt es Kartoffelsorten mit
den unterschiedlichsten Reifezeiten und die Knollen können vom Frühjahr bis in den
Herbst geerntet werden. Im Klangbeispiel hören Sie die unterschiedlichen Speisekartoffeln
nach Reifezeit geordnet. Je früher man eine Sorte ernten kann, desto schneller ist
der Begleitton.
Klang 6:
Weizen: 120 Jahre Züchtungsfortschritt
Weizen
120 Jahre Züchtungsfortschritt
Weizen ist eine unserer ältesten Getreidearten. Er wird seit 10.000 Jahren angebaut
und zählt heute zu den wichtigsten Nutzpflanzen. Im Laufe der Jahrhunderte wurde Weizen
durch Züchtung immer besser an die menschlichen Bedürfnisse angepasst. Zum Beispiel
wurde sein Ertrag verbessert, er fällt bei Wind und Wetter auf dem Feld nicht mehr so
leicht um und die Körner beginnen nicht frühzeitig zu keimen. Schließlich möchte man
daraus noch Mehl produzieren. Das kann man sich auch anhören. Der Züchtungsfortschritt
der letzten 120 Jahre wurde in Klang übersetzt. Sie erkennen “bessere” Werte durch höhere
Töne.
Neugierig geworden? Hier gibt es mehr Informationen zu unseren Themen. Viel Spaß beim Stöbern!
Das Projekt Plantisonics entwickelte sich aus der Idee heraus, Pflanzenzüchtung und ihre Methoden im Radio
hörbar zu machen. Entstanden sind Klangbeispiele und Texte, die nicht nur im Deutschlandfunk Kultur, sondern
auch in der Installation „ErbUndGut“ im Museum für Naturkunde bis zum 15. Mai 2019 vorgestellt werden. Einige
Klangbeispiele daraus können Sie hier im Internet hören. Die Mitwirkenden sind die Künstler Alberto de Campo
und Kathrin Hunze in enger Zusammenarbeit mit den Experten des Radios, der Philosophie, den Naturwissenschaften
und der Wissenschaftskommunikation.
