Standort: science.ORF.at / Meldung: "Wie das Koffein in den Kaffee kam"

Kaffeebohnen in Großaufnahme

Wie das Koffein in den Kaffee kam

Nebst Weizen, Mais und Tomaten gehört nun auch der Kaffee zu jenen Nutzpflanzen, deren Erbgut vollständig sequenziert wurde. Eine aktuelle Analyse klärt unter anderem die Naturgeschichte des Koffeins: Es wurde im Pflanzenreich mehrfach unabhängig "erfunden".

Genetik 05.09.2014

Die statistischen Kennzahlen sprechen für sich. Mehr als zwei Milliarden Tassen Kaffee werden weltweit pro Tag getrunken. Nach Angaben der International Coffee Organization sind in der Kaffeewirtschaft 26 Millionen Menschen aus 52 Ländern tätig. Die weltweite Anbaufläche misst elf Millionen Hektar, das jährliche Produktionsvolumen beträgt 8,7 Milionen Tonnen.

Angesichts der weltweiten Beliebtheit der braunen Bohne könnte eine soeben im Fachblatt "Science" veröffentlichte Studie auch in Wirtschaftskreisen auf Interesse stoßen. Darin stellen nun mehr als 60 Wissenschaftler um den Franzosen Philippe Lashermes die Erbgutsequenz von "Coffea canephora" vor.

Die Studie

"The coffee genome provides insight into the convergent evolution of caffeine biosynthesis", Science (doi: 10.1126/science.1255274; 4.9.2014).

Ö1-Sendungshinweis

Der Kaffee ist auch Thema der "Dimensionen" am 8.9. um 19:05 Uhr: Geröstet, gemahlen und frisch aufgebrüht. Die gesundheitlichen Auswirkungen von Kaffee.

Koffein: Belohnung für Bestäuber?

Coffea canephora ist jene Spezies, aus der Robusta-Kaffee gewonnen wird. Baristi schätzen ihn, da er dem Espresso seine cremige Struktur gibt. Meist wird er mit der säureärmeren und geschmacklich eleganteren Arabica-Bohne gemischt, die wiederum aus einer Kreuzung von Coffea canephora und Coffea eugenoides hervorgegangen ist. Die groben Verwandtschaftsverhältnisse innerhalb der Gruppe der Kaffeepflanzen waren freilich schon früher bekannt.

Lashermes und seine Kollegen haben nun geklärt, was den Kaffee in biochemischer Hinsicht so besonders macht. Wobei ihr Interesse vor allem vor allem dem Koffein gilt, schließlich ist das Alkaloid die wohl am häufigsten vom Menschen genutzte Substanz mit psychoaktiver Wirkung.

Der Vergleich der für die Synthese notwendigen Enzyme in Kaffee, Tee und Kakao zeigt: Koffein ist im Pflanzenreich offenbar mehrmals unabhängig entstanden. Wozu? In der Fachliteratur zirkulieren drei Hypothesen: Möglicherweise wurde es zur Abwehr von Schädlingen erfunden oder als Hemmstoff, der das Wachstum von Konkurrenten bremsen sollte.

Denkbar wäre auch, dass es von Anfang an als Stimulans, quasi als Belohnung für Bestäuber entwickelt wurde. Versuche zeigen jedenfalls, dass auch Insekten eine Vorliebe für Koffein entwickeln können.

Viel Genetik, wenig andere Daten

"Kaffee ist nicht nur für Frühaufsteher wichtig, sondern auch für die globale Wirtschaft", schreibt Lashermes in einer Aussendung. "Die Erbgutsequenz stellt einen wichtigen Schritt dar, um den Kaffee weiter zu verbessern."

Wie das konkret geschehen könnte, ist allerdings noch unklar. Mit den nackten genetischen Daten werde man dieses Ziel nicht erreichen können, betont der israelische Biologe Dani Zamir in einem Kommentar zur Studie. Dafür bräuchte es nämlich einen ebenso umfassenden Katalog von (erwünschten und unerwünschten) Pflanzeneigenschaften – und den gebe es bislang noch nicht.

Ein Problem, das auch bei anderen Nutzpflanzen zu beobachten sei. Etwa beim Reis: Hier haben Forscher mittlerweile mehr als 3.000 Varianten genetisch durchleuchtet. Allein, was nützt diese Information in der Praxis? Wenig, schreibt Zamir, "solange Daten über Pflanzenkörper und Samenmaterial unter Verschluss gehalten werden".

Beim Kaffee ist zumindest klar, wo man in Zukunft suchen muss, um besonders widerstandsfähige, ertragreiche oder aromatische Sorten zu züchten. Die Pflanze aus der Familie der Rubiaceae stammt aus Afrika, dementsprechend ist die Vielfalt der Kaffeegewächse auf dem afrikanischen Kontinent mit Abstand am größten. Aktuellen Studien zufolge droht diese jedoch zu schwinden, wenn nicht gar zu verschwinden. In Äthiopien führt die Abholzung von Wäldern zu einer rapiden Verarmung des Genpools.

Robert Czepel, science.ORF.at

Mehr zu diesem Thema: