Artikel zur Kategorie Forschungsergebnis


30. Mär 2020 · News · Forschungsergebnis

Artenverlust in Regenwäldern hat drastische Folgen für Samenverbreitung

Der Blutbürzelarassari (Aulacorhynchus haematopygus) aus der Familie der Tukane zählt im Regenwald zu den großen fruchtfressenden Vögeln. Foto und (c): Maximilian Vollstädt

Schon das Verschwinden eines geringen Anteils großer Tierarten könnte ausreichen, um die Leistungen von Tieren im tropischen Regenwald deutlich herabzusetzen. Zu diesem Schluss kommen Senckenberg-Wissenschaftler*innen im Fachmagain Nature Communications (DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-020-15438-y) anhand einer Studie fruchtfressender Vögel. Das Team hatte simuliert, wie sich ökologische Netzwerke zwischen Vögeln und Pflanzen zukünftig entwickeln könnten und welche Auswirkungen dies für das Ökosystem hätte. Die Wissenschaftler*innen des Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrums zeigen, dass der Trend zu kleineren Arten schwerwiegende Folgen für das gesamte Ökosystem haben könnte und warnen, dass die Folgen des Aussterbens großer Tierarten unterschätzt werden.

Quelle: Senckenberg

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27. Mär 2020 · News · Forschungsergebnis

Trockenstress: SOS-Signal der Pflanzen entschlüsselt

Lange Trockenphasen und Dürren werden im Zuge des Klimawandels weiter zunehmen und können zu erheblichen Ernteeinbußen führen. Viele Kulturpflanzen, darunter Obstbäume, Baumwolle oder Sojabohne, reagieren bei Anzeichen von Trockenstress mit einem vorzeitigen Abwurf von Blüten und unreifen Früchten, um keine Energie für die Ausbildung von Früchten zu vergeuden, die später nicht mehr ernährt werden können. Welcher molekulare Steuerungsmechanismus dafür verantwortlich ist, hat das Team um Prof. Dr. Andreas Schaller von der Universität Hohenheim in Stuttgart nun am Beispiel der Tomatenpflanzen aufklärt. Verantwortlich ist das Peptidhormon Phytosulfokin (PSK), das bislang nur für seine wachstumsfördernden und immunmodulierenden Aktivitäten bekannt war. Ihre Ergebnisse präsentieren die beteiligten Wissenschaftler*innen in der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazin Science (DOI: https://www.doi.org/10.1126/science.aaz5641).

Quelle: Uni Hohenheim

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26. Mär 2020 · News · Forschungsergebnis

Trockensommer 2018: Bäume warfen Bucheckern vorzeitig ab

Im Herbst springen die Kapseln auf und die Bucheckern fallen heraus. Foto: Ulrich Wasem, WSL

Nicht nur ihre verdorrten Blätter liessen Buchen im heissen und trockenen Sommer 2018 frühzeitig fallen, sondern auch ihre Früchte, die Bucheckern. Diese bei Buchen bisher noch nie dokumentierte Reaktion auf Trockenheit und Hitze beschreiben Forschende der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL) im Fachjournal Scientific Reports (DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-020-62073-0).

Quelle: WSL

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25. Mär 2020 · News · Anwendung · Forschungsergebnis

Komplexe Zellulose-Objekte drucken

Diese Wabe aus dem neuartigen Zelluloseverbundmaterial ist filigran und zäh zugleich. Foto: Michael Hausmann, ETH Zürich und Empa

Forschende haben einen Weg gefunden, Zellulose mittels 3D-Drucker zu verarbeiten, um fast beliebig komplexe Gegenstände mit sehr hohem Zelluloseanteil zu schaffen. Wie sie berichten, haben sie mit einem Zellulose-Verbundmaterial verschiedene Objekte gedruckt, deren Zellulosegehalt höher liegt als derjenige von anderen 3D-gedruckten zellulosebasierten Gegenständen (Advanced Functional Materials, DOI: https://doi.org/10.1002/adfm.201904127). Ein Trick half den Forschenden der ETH Zürich und der Empa dabei.

Quelle: ETH Zürich

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25. Mär 2020 · News · Forschungsergebnis

Auch Pflanzen der Tundra folgen einem globalen Spielplan

Gemeinschaften winziger Tundrapflanzen, hier die Maiglöckchenheide, gehorchen den gleichen Überlebens- und Fortpflanzungsregeln wie Pflanzengemeinschaften in weniger extremen Gege. Foto: Dr. Alba Anadon-Rosell

Pflanzen der arktischen und alpinen Tundra haben sich an Extrembedingungen angepasst. Folgen sie dennoch den gleichen Spielregeln wie Pflanzen aus milderen Klimazonen? Welche Rückschlüsse lassen sich auf ihre Überlebenschancen angesichts der Erderwärmung ziehen? Dies untersuchte ein internationales Forschungsteam unter Beteiligung der Universität Greifswald anhand der bislang größten Datensammlung von Pflanzenmerkmalen der Flora der Tundra. Das Team analysierte sechs Merkmale und erkannte einen weltweit gültigen Zusammenhang zwischen der äußeren Erscheinungsform von Pflanzen und deren Ökosystemfunktionen. Die Ergebnisse des internatioalen Temas mit Beteiligung des Deutschen Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) und der Uni Greifswald sind in Nature Communications (DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-020-15014-4) erschienen.

Quelle: Uni Greifswald

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19. Mär 2020 · News · Forschungsergebnis

Wie Pflanzen Berge formen

Dichter Pflanzenbewuchs im gemäßigten Araukarienwald von Süd-Zentral-Chile. Foto: Todd Ehlers

Pflanzenbewuchs kann Hänge stabilisieren, Regenfälle verstärken hingegen häufig die Bodenerosion. Bisher war das Zusammenspiel dieser Einflüsse auf die Gebirgsbildung nur für einige kleinere Regionen der Erde bekannt. Professor Todd Ehlers, Dr. Jessica Starke und Dr. Mirjam Schaller aus dem Fachbereich Geowissenschaften der Universität Tübingen haben die Wechselwirkung von Pflanzen und Klima auf die Gebirgsbildung nun in einer großangelegten Studie untersucht. Bei ihrer Forschungsarbeit entlang des 3.500 Kilometer langen Westrands der Anden in Peru und Chile stellten sie fest, dass der Einfluss von Pflanzen auf Landschaft und Erosion je nach Region gegensätzlich ausfallen kann. Entscheidende Faktoren sind Klimazonen und Pflanzenbewuchs. Während zum Beispiel in der trockenen Atacama-Wüste die spärliche Vegetation den Boden festhält, ist im Gegensatz dazu in gemäßigten feuchteren Regionen mit einer dichteren Pflanzendecke eine höhere Erosionsrate zu beobachten. Die Ergebnisse werden in der Fachzeitschrift Science (DOI: https://dx.doi.org/10.1126/science.aaz0840) veröffentlicht.

Quelle: Uni Tübingen

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19. Mär 2020 · News · Forschungsergebnis

Umweltpolitik hat oft unerwünschte Nebenwirkungen

Die Grafik zeigt den Flächenverbrauch der EU außerhalb ihrer Grenzen für den Anbau von Pflanzen, die nicht zum Verzehr bestimmt sind (a: Mais/Zuckerrohr; b: Ölpflanzen; c: Faserpflanzen). Grafiken (c): Martin Bruckner et al. 2019 Environ. Res. Lett. 14 045011 DOI: https://doi.org/10.1088/1748-9326/ab07f5

„Gut gemeint“ ist nicht gleich „gut gemacht“: Diese Weisheit trifft auch auf Weichenstellungen in der Umweltpolitik zu. Denn allzu oft entfalten diese Nebenwirkungen, die ihrem eigentlichen Zweck sogar völlig zuwiderlaufen können. Eine aktuelle Sonderausgabe der Zeitschrift Environmental Research Letters (DOI: https://doi.org/10.1088/1748-9326/ab07f5) widmet sich diesem drängenden Problem. Inhaltlich konzipiert wurde sie von Wissenschaftler*innen der Universität Bonn mit internationalen Partnern.

Quelle: Uni Bonn

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18. Mär 2020 · News · Forschungsergebnis

Algenbeobachtung per Satellit

Zehnjahresmittelwert (Juli 2002-April 2012) der PFT-Chlorophyll-a-Konzentration für (A) Kieselalgen, (B) Dinoflagellaten, (C) Haptophyten und (D) Grünalgen, die mit einem EOF-basierten Algorithmus aus CMEMS-gefassten monatlichen Rrs-Produkten (Remote Sensing Reflectance) mit neun Banden ermittelt wurden. Ein mikroskopisches Foto der repräsentativen Arten für jede Phytoplanktongruppe ist ebenfalls oben rechts auf jeder Karte zu sehen. Grafik: Hongyan Xi, AWI

Mit einem neuen Algorithmus können Forscherinnen und Forscher des Alfred Wegener Institutes (AWI) jetzt aus Satellitendaten herauslesen, in welchen Meeresgebieten bestimmte Gruppen von Algen vorherrschen. Auch lassen sich giftige Algenblüten erkennen und die Folgen der Erderwärmung für das Meeresplankton bewerten. Damit können sie weltweit auf die Wasserqualität schließen und die Folgen für die Fischerei abschätzen, wie sie im Fachjournal Remote Sensing of Environment (DOI: https://doi.org/10.1016/j.rse.2020.111704) berichten. Die winzigen Algen in den Ozeanen sind enorm produktiv. Sie bilden die Hälfte des Sauerstoffs, den wir atmen. 

Quelle: AWI

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16. Mär 2020 · News · Forschungsergebnis

Ertragreichere Kulturpflanzen dank Genen von uralten Hornmoosen

Hornmoose gehören zu den ältesten noch existierenden Landpflanzen. Foto: Eftychis Frangedakis, UZH

Ein internationales Team hat erstmals das Genom mehrerer Hornmoose analysiert, was neue Einblicke in die Evolution der frühesten Landpflanzen eröffnet. In der uralten Pflanzengruppe entdeckten die Forschenden unter der Leitung der Universität Zürich und des Boyce Thompson Institute Gene, um zukünftig Kulturpflanzen zu züchten, die effizienter wachsen und weniger Dünger benötigen. Das berichten sie im Fachmagazin Nature Plants (DOI: https://doi.org/10.1038/s41477-020-0618-2).

Quelle: Uni Zürich

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12. Mär 2020 · News · Forschungsergebnis

Anti-Stress-Programm für Chloroplasten

Zu starke Sonneneinstrahlung kann die Photosynthese treibenden Chloroplasten unter Stress setzen und letztlich zum Zelltod führen. Forschende haben einen neuen Kommunikationsweg zwischen Chloroplasten und Zellkern identifiziert, der die Zellen vor dem programmierten Zelltod schützt. Dies könnte ein Ansatzpunkt für die Erzeugung stressresistenter Nutzpflanzen sein. Über ihre Ergebnisse berichten die Forschenden um um Privatdozentin Dr. Tatjana Kleine von der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) im Fachmagazin PNAS (DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1918640117). Für ihre Studie nutzten die Wissenschaftler eine Doppelmutante der Modellpflanze Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana).

Quelle: LMU

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11. Mär 2020 · News · Forschungsergebnis

Protein-Atlas der Modellpflanze Arabidopsis erstellt

Mit der Kartierung von über 18.000 Proteinen liegt nun ein umfangreiches Nachschlagewerk für die Modellpflanze Arabidopsis vor. Grafik: TUM-Lehrstuhl für Proteomik und Bioanalytik

Proteine sind die wichtigsten Akteure in jeder Zelle und haben eine Schlüsselstellung bei der Steuerung der Lebensvorgänge in Pflanzen. Sie sind Biokatalysatoren, leiten Signale innerhalb und zwischen Zellen weiter, bilden die Zellstruktur und vieles mehr. Unter der Federführung der Technischen Universität München (TUM) hat ein Wissenschaftsteam nun rund 18.000 der in der Modellpflanze Arabidopsis thaliana vorkommenden Proteine kartiert und ihre Ergebnisse im Fachjournal Nature (https://www.nature.com/articles/s41586-020-2094-2) veröffentlicht. Die Ergebnisse der Forschungsarbeit wurden in einem virtuellen Atlas zusammengefasst, der Antworten darauf liefert,

  • wie viele der etwa 27.000 Gene in der Pflanze als Proteine existieren (>18.000),
  • wo sie mit welchen Phosphorylierungsmodifikationen vorliegen und
  • in welchen ungefähren Mengen sie dort auftreten.

Diese Informationen sind frei in der online Datenbank ProteomicsDB https://www.proteomicsdb.org abrufbar. "Erstmalig haben wir alle Proteine der Gewebe der Modellpflanze Arabidopsis, umfassend kartiert. Das lässt neue Einblicke in die komplexe Biologie von Pflanzen zu", erklärt Prof. Bernhard Küster, der zusammen mit Dr. Julia Mergner und dem Sprecher des Sonderforschungsbereiches 924, Prof. Claus Schwechheimer, das Projekt federfürhend an der TUM realisierte. Beteiligt waren außerdem das Helmholtz Zentrum München, die Ludwig-Maximilians-Universität München, die Universität Regensburg, die Universität Tübingen und die Cellzome GmbH in Heidelberg

Quelle: TUM

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05. Mär 2020 · News · Forschungsergebnis

Cyanobakterien stellen Öl her

Mohammed Aizouq, Erstautor der Studie, entnimmt einer Petrischale mit dem Cyanobakterium Synechocystis einige Zellen für weitere Analysen. Die Blaualge verfügt über ein Enzym, mit dem sie Öl synthetisieren kann. Foto und (c): Yannic Müller, Uni Bonn

Cyanobakterien – umgangssprachlich auch Blaualgen genannt – können mit Hilfe von Licht aus Wasser und Kohlendioxid Öl produzieren. Das zeigt eine aktuelle Studie der Universität Bonn. Der Befund ist unerwartet: Bislang glaubte man, diese Fähigkeit sei den Pflanzen vorbehalten. Möglicherweise werden Blaualgen nun auch als Futter- oder Treibstoff-Lieferanten interessant, zumal sie keine Ackerflächen benötigen. Die Ergebnisse sind nun im Fachjournal PNAS (DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1915930117) erschienen.

Quelle: Uni Bonn

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05. Mär 2020 · News · Forschungsergebnis

Bäume profitieren kaum von erhöhtem CO2 bei extremer Trockenheit und Hitze

Die Versuchsanordnung: In hochtechnisierten Pflanzenkammern wurden Aleppo-Kiefern steigenden Temperaturen ausgesetzt. Foto: Plant Ecophysiology Lab, KIT

Der Anstieg der CO2-Konzentration in der Atmosphäre gleicht die negative Wirkung des treibhausgasbedingten Klimawandels auf Bäume nicht aus: Je extremer Trockenheit und Hitze werden, desto weniger profitieren die Bäume von der intensiveren Versorgung mit Kohlendioxid, was Kohlenstoffwechsel und Wassernutzungseffizienz betrifft. Dies haben Forscherinnen und Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) bei Untersuchungen an Aleppo-Kiefern festgestellt. Über die Studie berichten sie in der Zeitschrift New Phytologist (DOI: https://doi.org/10.1111/nph.16471).

Quelle: KIT

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02. Mär 2020 · News · Forschungsergebnis

Produktivität von Wäldern kann trotz grosser Artenvielfalt sinken

500 Parzellen von Waldflächen mit verschiedenen und unterschiedlich vielen Baumarten. Foto: Yuanyuan Huang

In Wäldern mit grosser Biodiversität führt der gerichtete – also der nicht zufällige – Verlust von Arten zu einer starken Abnahme der Produktivität. Studien, die auf einem zufälligen Verlust basieren, führen daher möglicherweise zu unrealistischen Prognosen. Dies zeigen Daten aus einem grossen Waldprojekt in China, an dem die Universität Zürich beteiligt ist. Die Daten ihres Feldexperiments haben die Forschenden im Fachjournal Nature Ecology & Evolution (DOI: https://doi.org/10.1038/s41559-020-1127-4) veröffentlicht.

Quelle: Uni Zürich

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27. Feb 2020 · News · Forschungsergebnis

Wie sich Palmöl-Biodiesel auf Treibhausgase auswirkt

Ölpalmenplantage mit Fluxturm zur Messung von Treibhausgasen aus einer Drohne fotografiert. Foto: Annaggadipa R. Jambi (Indonesien), 2019

Biokraftstoffe aus Pflanzenöl werden zunehmend als Alternative zu fossilen Brennstoffen verwendet, trotz der wachsenden Kontroverse über ihre Nachhaltigkeit. Ein Forschungsteam unter der Leitung der Universität Göttingen hat die Auswirkungen von Palmöl-Biodiesel auf Treibhausgase über den gesamten Lebenszyklus hinweg untersucht. Ergebnis: Die Verwendung von Palmöl aus neuen Plantagen, für die Wälder abgeholzt wurden, führt im Vergleich zu fossilen Brennstoffen insgesamt gesehen zu einem Anstieg der Treibhausgasemissionen. Die Bilanz ist besser, wenn das Palmöl aus Plantagen stammt, die auf bereits abgeholztem Land angelegt wurden. Darüber hinaus könnten die Emissionen durch die Einführung längerer Rotationszyklen oder neuer Ölpalmensorten mit höherem Ertrag reduziert werden. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift Nature Communications (https://www.nature.com/articles/s41467-020-14852-6) erschienen.

Quelle: Uni Göttingen

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25. Feb 2020 · News · Forschungsergebnis

Erfolg globaler Bemühungen zum Schutz der Mangroven

Arbeiter transportieren Mangrovensetzlinge in einem Wiederaufforstungsprojekt in Gujarat, Indien. Foto: Ulrich Saint-Paul, ZMT

Eine Studie im Fachmagazin Current Biology (DOI: https://doi.org/10.1016/j.cub.2019.12.054) zeigt den Erfolg der globalen Bemühungen um den Schutz der Mangroven. Noch vor einem Jahrzehnt wiesen Forschende darauf hin, dass Mangrovenwälder schneller verloren gehen als fast jedes andere Ökosystem, einschließlich der Korallenriffe und tropischen Regenwälder. Ein internationales Team von mehr als 20 Forschenden unter der Leitung der Nationalen Universität Singapur sieht nun aber Grund für einen gewissen Optimismus, da der globale Verlust der Mangrovenwälder weniger alarmierend ist als zuvor angenommen. An der Studie waren auch zwei Wissenschaftler des Leibniz-Zentrums für Marine Tropenforschung (ZMT) beteiligt.

Quelle: ZMT

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25. Feb 2020 · News · Forschungsergebnis

Biologische Vielfalt erhöht die Effizienz des Energieaustauschs im Grünland

Artenreiche Blumenwiese. Foto: Alexandra Weigelt, TUM

Pflanzen beziehen ihre Energie aus der Sonne. Alle anderen Lebewesen müssen fressen, um zu leben. Doch wie funktioniert der Energiefluss in Ökosystemen und gibt es einen Unterschied zwischen Ökosystemen mit vielen und solchen mit wenigen Arten? Erstmals wurden in dieser Studie  nicht nur einzelne Ernährungstypen wie Pflanzenfresser in den Blick genommen, sondern die Nahrungsbeziehungen eines ganzen Ökosystems. „Die Studie zeigt, dass eine höhere Pflanzenvielfalt zu mehr gespeicherter Energie, einem größeren Energiefluss und einer höheren Energieeffizienz im gesamten Netz, also in allen Nahrungsketten, führt“, erläutert Dr. Oksana Buzhdygan von der Freien Universität Berlin, gemeinsam mit Dr. Sebastian T. Meyer von der Technischen Universität München (TUM) Erstautorin der im Fachmagazin Nature Ecology & Evolution (DOI: https://doi.org/10.1038/s41559-020-1123-8) erschienenen Studie.

Quelle: TUM

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18. Feb 2020 · News · Anwendung · Forschungsergebnis

Methode zur Isolation von DNA bei Pflanzen eingesetzt

Forschende haben ein Verfahren entwickelt, mit dem die so genannte FAIRE-Methode nun auch bei der Versuchspflanze Ackerschmalwand angewendet werden kann. Für die Anwendung an Pflanzen war die Methode bislang nicht etabliert. Pflanzen haben eine rigide Zellwand, die den experimentellen Zugang oft erschwert. Durch das Aufbrechen von Pflanzenzellen werden auch andere Strukturen und Moleküle – beispielsweise die DNA – in Mitleidenschaft gezogen. Die Erkenntnisse der Arbeitsgruppe unter Leitung von Professor Uwe Conrath, Biochemie und Molekularbiologie der Pflanzen der RWTH Aachen, tragen dazu bei, eine erhöhte Abwehrbereitschaft von Pflanzen besser zu verstehen. Darauf aufbauend lassen sich künftig natürliche oder naturnahe Substanzen identifizieren, mit denen Nutzpflanzen umweltschonend vor Schadorganismen geschützt werden können. Ihre Ergebnisse publizierte das Team am 10. Februar in der Fachzeitschrift Nature Protocols (DOI: https://doi.org/10.1038/s41596-019-0277-9). Das meldet die RWTH heute beim Informationsdienst Wissenschaft (idw).

Quelle: RWTH beim idw

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12. Feb 2020 · News · Forschungsergebnis

Silizium erhöht Wasservorräte für Pflanzen

Amorphes Silikat ist in der Lage, die für Pflanzen verfügbaren Wasservorräte in den Böden erheblich zu steigern. Das haben Forschende der Universität Bayreuth und des Leibniz-Zentrums für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) jetzt im Fachjournal Scientific Reports (http://www.nature.com/articles/s41598-020-59437-x) beschrieben. Damit bietet sich eine Chance, die weltweite Ernährungssicherheit zu stärken. Sie plädieren für eine nachhaltige Bewirtschaftung von Böden, die einen höheren Gehalt von amorphem Silikat gewährleistet.

Quelle: Uni Bayreuth

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12. Feb 2020 · News · Forschungsergebnis

Wie Wurzeln zum Wasser finden

Die Pflanze (Arabidopsis thaliana) wird dreidimensional montiert, steht aufrecht in einem pflanzlichen Gel und kann artgerecht mit Medium und Licht versorgt werden. Grafik und Bildrechte: Daniel von Wangenheim

Während die Hauptwurzel einer Pflanze in die Tiefe wächst, erkunden feine Seitenwurzeln den Boden in allen Richtungen. Wie Forschende aus Nottingham, Heidelberg und von der Goethe-Universität Frankfurt in der aktuellen Ausgabe von Nature Plants (DOI: https://doi.org/10.1038/s41477-019-0580-z) berichten, „wissen“ die seitlichen Wurzeln schon ganz früh, wo sie Wasser finden. „Pflanzen verzweigen ihre Wurzeln also erst einmal in alle Richtungen, aber schon mit den ersten Zellteilungen weiß die Wurzel offenbar, wo sie Wasser und Nährstoffe findet“, fasst Daniel von Wangenheim die Ergebnisse zusammen. „So können Pflanzen flexibel auf eine Umgebung mit schwankenden Ressourcen reagieren.“ Das Ergebnis beruht auf vielen Stunden Filmmaterial, das von Wangenheim in einem anschaulichen Erklärvideo im Zeitraffer auf Twitter zur Verfügung stellte: https://twitter.com/DvonWangenheim/status/1224365891292405760.

Uni Frankfurt

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12. Feb 2020 · News · Forschungsergebnis

Verwandtschaft kalkiger Rotalgen erstmals mit Nano-Kristallstrukturen analysiert

Kalkige Rotalgen tragen wesentlich zur Stabilisierung von Riffsystemen bei. Foto: Derek Keats from Johannesburg, South Africa [CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0)]

Erstmals ist gelungen, die genetischen Verwandtschaftsbeziehungen von kalkigen Rotalgen über Nanokristalle in deren Skeletten zu bestimmen. Ihre Ergebnisse deckten sich mit den Befunden molekularbiologischer Verfahren. Die im Journal Science Advances (https://advances.sciencemag.org/content/6/7/eaay2126) publizierte Studie von Erdwissenschafter*innen der Universität Graz eröffnet neue Möglichkeiten zur Erforschung der Zusammenhänge zwischen Evolution und genetischer sowie morphologischer Anpassung an sich ändernde Umweltbedingungen, etwa durch den Klimawandel.

Quelle: Uni Graz

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12. Feb 2020 · News · Forschungsergebnis

Rarität: Düsseldorfs Wollemie blüht

Erst nach einigen Jahren bilden sich in der Baumkrone auch die weiblichen Zapfen aus. Foto: Sabine Etges

Es gibt nur wenige lebende Pflanzen, die als botanische Dinosaurier gelten: die Wollemie (Wollemia nobilis). An der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) wachsen zwei Bäume dieser australischen Koniferenart, die lange als ausgestorben galt und zu den seltensten Arten auf der Erde zählt. Und nun hat einer von ihnen im Kuppelgewächshaus des Botanischen Gartens weibliche Blüten entwickelt, eine kleine Sensation. Besucherinnen und Besucher können diese in den kommenden Monaten bestaunen.

Quelle: HHU

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11. Feb 2020 · News · Forschungsergebnis

Arsen-Verbindungen im Boden der Reisfelder

Prof. Dr. Britta Planer-Friedrich, Dr. Carolin Kerl und Jiajia Wang M.Sc. (v.l.n.r.) vor dem Massenspektrometer in Bayreuth, mit dem der Nachweis der Thioarsenate in Reisböden gelang. Foto: José Miguel Leon Ninin

Unter welchen Bedingungen und in welchem Umfang schwefelhaltige Arsen-Verbindungen in Reisböden entstehen, haben Forschende untersucht. Mit einem neuen Messverfahren haben die Forschenden die Entstehung von schwefelhaltigen Arsen-Verbindungen auf Reisfeldern in Italien und China über lange Zeiträume beobachtet. Dabei stellte sich heraus: Die Mengen der auftretenden Thioarsenate stehen in einem signifikanten Zusammenhang mit den pH-Werten der Böden und weiteren einfach zu messenden Parametern. Diese Thioarsenate wurden bei Beurteilungen der gesundheitlichen Folgen des Reiskonsums bisher nicht berücksichtigt. Im Fachmagazin Nature Geoscience (https://www.nature.com/articles/s41561-020-0533-1) stellen die Forschenden der Universität Bayreuth, aus Italien und China ihre Ergebnisse vor und identifizieren dringenden Forschungsbedarf mit dem Ziel, die Verbraucher*innen vor gesundheitlichen Risiken zu schützen.

Quelle: Uni Bareuth

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10. Feb 2020 · News · Forschungsergebnis

Pflanzen in Südafrika wohl stärker durch Klimawandel gefährdet als angenommen

Die Königsprotea (Protea cynaroides) ist die südafrikanische Nationalblume und eine der untersuchten Arten. Foto: Frank Schurr, Uni Hohenheim

Der Klimawandel verändert die Umweltbedingungen und das Feuerregime in der südafrikanischen Kapregion – und das könnte viele Pflanzenarten stärker in Bedrängnis bringen als bisher angenommen. Das haben Forschende der Universität Hohenheim mit einer neuen Methode herausgefunden. Dazu entwickelten einen neuen Ansatz, die ökologische Nische einer Art nicht anhand der tatsächlichen geografischen Verbreitung sondern anhand direkter demographischer Daten zu einer Art zu bestimmen. Bei vielen Arten bemerkten sie große Diskrepanzen zwischen der ökologischen Nische und der tatsächlichen Verbreitung. Als Modellpflanzen dienten ihnen 26 Arten von Silberbaumgewächsen (Proteen). Diese wohl bekannteste Pflanzengruppe Südafrikas ist an häufig auftretende natürliche Feuer angepasst. Ihre Ergebnisse publizierten sie im Fachjournal PNAS (DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1908684117).

Quelle: Uni Hohenheim

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10. Feb 2020 · News · Forschungsergebnis

Wenn Erbgut in die nächste Pflanzengeneration „geschmuggelt“ wird

Wiesen den DNA-„Schmuggel“ nach: Dr. Yanbo Mao, Professorin Rita Groß-Hardt und Dr. Thomas Nakel (v.l.n.r.). Foto: Jonas Ginter, InnoWi, Uni Bremen

Forschenden ist der Nachweis gelungen, dass man im Reproduktionsprozess von Pflanzen Erbgut an „Qualitäts-Checkpunkten“ vorbeischmuggeln kann. Wie sie herausfanden, kann das Erbgut eines zweiten Vaters an der Qualitätskontrolle vorbeigeschleust werden, während die DNA des ersten Vaters durch die Qualitätskontrolle des Nährgewebes muss. Das Forschungsergebnis publizierte die Arbeitsgruppe um die Molekulargenetikerin Professor Dr. Rita Groß-Hardt, Dr. Yanbo Mao und Dr. Thomas Nakel von der Universität Bremen im Wissenschaftsjournal eLife (DOI: https://doi.org/10.7554/eLife.52976).

Quelle: Uni Bremen

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07. Feb 2020 · News · Forschungsergebnis

Rhizosphären-Mikrobiom beeinflusst Wurzel-Ausscheidungen

Das mikrobielle Gemeinschaften können Veränderungen in der Wurzelausscheidung von Tomatenpflanzen durch Wurzel-zu-Wurzel-Signalisierung (root-to-root signalling) bewirken. Der zugrundeliegende Vorgang wurde „systematically induced root exudation of metabolites“ (SIREM) („systematisch induzierte Wurzelausscheidung von Stoffwechselprodukten“) benannt. Diesen schildern Forschende des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) am 3. Februar im Fachmagazin PNAS (DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1912130117). Das berichtet das IPK beim Informationsdienst Wissenschaft (idw).

Quelle: IPK bim idw

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07. Feb 2020 · News · Forschungsergebnis

Nachhaltige Waldbewirtschaftung leistet besseren Klimaschutz als Waldwildnis

Blick auf den Südabhang des Thüringer Waldes. Das Mosaik einer kleinflächigen Bewirtschaftung ist deutlich erkennbar. Foto: Foto: Ernst-Detlef Schulze

Wie sich nachhaltig bewirtschaftete und unbewirtschaftete Wälder der gemäßigten Klimazone hinsichtlich ihrer Klimabilanz unterscheiden, hat ein Team unter der Leitung von Professor Ernst-Detlef Schulze vom Max-Planck-Institut für Biogeochemie (bgc-jena) untersucht. Die Ergebnisse der in Global Change Biology-Bioenergy (DOI: https://doi.org/10.1111/gcbb.12672) veröffentlichten Studie zeigen, dass nachhaltige Wirtschaftswälder das Klima besser schützen. Ihr wichtigster Beitrag ist das Ersetzen fossiler Brennstoffe durch energetische Nutzung von Holz.

Quelle: bgc-jena

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07. Feb 2020 · News · Forschungsergebnis

Biodiversität rechnet sich

Artenreichere Wiesen sind auch ökonomisch interessanter als Grünland aus nur einer Art. Foto: Valentin Klaus

Wenn Landwirte die Artenvielfalt auf ihren Wiesen und Weiden fördern, können sie höhere Umsätze erzielen. Zu diesem Schluss kommt ein interdisziplinäres Forschungsteam aus den Agrarwissenschaften, der Ökologie und der Ökonomie an der ETH Zürich um die Professoren Dr. Nina Buchmann und Dr. Robert Finger sowie weiteren Universitäten. Ihre Ergebnisse publizierten sie im Fachmagazin Nature Communications (DOI: https://dx.doi.org/10.1038/s41467-020-14541-4).

Quelle: ETH Zürich

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05. Feb 2020 · News · Forschungsergebnis · Werkzeuge

Metadaten-Datenbank für terrestrische Mikroorganismen

Metadaten-Datenbank "TerrestrialMetagenomeDB". Grafik: UFZ

Mikrobielle Gemeinschaften verraten einiges über den Zustand der Böden. Über diese Biodiversität wird auf genetischer Ebene rund um den Globus sehr viel geforscht, doch nicht immer lassen sich die Forschungsergebnisse von Dritten optimal nutzen. Der Grund: Die Informationen sind in verschiedenen Datenbanken gesammelt und unterschiedlich gut erfasst. Forscher*innen des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) haben nun eine neue Metadaten-Datenbank für terrestrische Metagenome mit mehr als 15.000 Datensätzen aufgebaut (siehe: webapp.ufz.de/tmdb), die Wissenschaftler*innen weltweit die Arbeit erleichtern wird. Das schreiben sie im Fachblatt Nucleic Acids Research (DOI: https://doi.org/10.1093/nar/gkz994).

Quelle: UFZ

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05. Feb 2020 · News · Forschungsergebnis

Über 80 Prozent der Ananasgewächse vom Aussterben bedroht

Vor allem lithophytische Pflanzen, die direkt auf Gestein wachsen, sind vom potentiellen Aussterben betroffen. Foto: Georg Zizka

Forschende kommen zu dem Schluss, dass Zweidrittel der über 3500 Arten aus der Pflanzenfamilie der der Bromeliengewächse möglicherweise vom Aussterben bedroht sind. Dazu hatten sie die Verbreitung und den Gefährdungsstatus der auch als Ananasgewächse bezeichneten Pflanzen untersucht, die in den Ökosystemen der amerikanischen Tropen eine wichtige Rolle spielen. Die Studie erschien kürzlich im Fachjournal Diversity and Distributions (DOI: https://doi.org/10.1111/ddi.13004).

Quelle: Senckenberg

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03. Feb 2020 · News · Forschungsergebnis

Boden- und Pflanzengesundheit durch Klimawandel beeinträchtigt

Der Klimawandel beeinträchtigt die Gesundheit landwirtschaftlich genutzter Böden. Durch eine Zunahme der Hitze und Trockenheit hat der krankheitserregende Pilz Pythium ultimum leichtes Spiel. Wie ein internationales Forscherteam unter Federführung der Universitäten Kassel und Bonn zeigt, sorgt der Pilz nach einem trocken-heißen Stressereignis bei Erbsen fast zum Totalausfall der Ernte. Eine kurzfristige Bodenerholung scheint nur ausnahmsweise zu gelingen. Die Studie ist nun im Fachjournal Applied Soil Ecology (DOI: https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2019.103482) erschienen.

Quelle: Uni Bonn

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03. Feb 2020 · News · Forschungsergebnis

Arktis wird immer grüner – Auf der Suche nach den Ursachen

Strauchtundra auf Grönland. Foto: Prof. Dr. Martin Wilmking

Die Pflanzen arktischer Gebiete reagieren auf ansteigende Sommertemperaturen. Da der Schnee früher schmilzt, beginnen die Pflanzen im Frühjahr eher zu wachsen. Tundra-Vegetation breitet sich in neue Gebiete aus und die Pflanzen wachsen auch höher – das sogenannte „Ergrünen der Arktis“. Ein 40-köpfiges internationales Forschungsteam von 36 Institutionen, unter anderem der Universität Greifswald und der Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung, hat mit Hilfe moderner Technik herausgefunden, dass die Ursachen für diese Prozesse komplexer und variabler sind, als bislang angenommen. Ihre Ergebnisse stellen sie in der Zeitschrift Nature Climate Change (https://www.nature.com/articles/s41558-019-0688-1) vor.

Quelle: Uni Greifswald

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03. Feb 2020 · News · Anwendung · Forschungsergebnis

Pflanzen als Vorbild zur Entfernung von Öl aus Gewässern

Ein Rohöltropfen auf einer Wasseroberfläche wird sekundenschnell von einem Blatt des Schwimmfarnes Salvinia adsorbiert und aus dem Wasser gezogen. Fotos und (c): W. Barthlott, M. Mail, Uni Bonn

Öl stellt für Wasserlebewesen eine erhebliche Gefahr dar. Forscher der Universitäten Bonn und Aachen sowie der Heimbach-GmbH haben eine neue Methode entwickelt, solche Verunreinigungen zu beseitigen: Textilien mit speziellen Oberflächeneigenschaften schöpfen das Öl dabei passiv ab und transportieren es in einen schwimmenden Behälter. Als Vorbild dienten den Wissenschaftlern dabei Oberflächen aus dem Pflanzenreich. Die Studie ist nun in der Zeitschrift Philosophical Transactions A (DOI: https://doi.org/10.1098/rsta.2019.0447) erschienen.

Quelle: Uni Bonn

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30. Jan 2020 · News · Forschungsergebnis

Wie Pflanzen hyperaktive springende Gene beruhigen

Zwischen der Regulierung von Transposonen (springende Gene) und Genen, die die Entwicklung in Pflanzen und Tieren steuern, gibt es eine unerwartete Verbindung. Das hat die Analyse des Genoms des Lebermooses Marchantia polymorpha ergeben. Die neue Arbeit eines internationalen Teams unter der Führung des Wiener Gregor Mendel Instituts der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (GMI) und dem Zentrum für Molekularbiologie der Pflanzen Tübingen (ZMBP) wurde am Donnerstag in der Fachzeitschrift Current Biology (DOI: https://doi.org/10.1016/j.cub.2019.12.015) veröffentlicht.

Quelle: GMI

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30. Jan 2020 · News · Forschungsergebnis

Klimawandel könnte Artenvielfalt der Alpen künftig stärker beeinflussen als Landwirtschaft

Forscher*innen der Uni Wien und der BOKU haben berechnet, welche Einflüsse die Landwirtschaft und der Klimawandel in Zukunft auf die Artenvielfalt in den Alpen haben. Foto und (c): Iwona Dullinger

Intensive landwirtschaftliche Nutzung wirkt sich stark auf die Artenvielfalt aus. Der Klimawandel könnte die Landwirtschaft in Zukunft aber als Hauptursache der Biodiversitätskrise ablösen. Modellrechnungen dazu waren bislang selten, da Vorhersagen über die Entwicklung der Landwirtschaft schwierig sind. Wissenschaftler*innen der Universität Wien und der Universität für Bodenkultur haben ein kombiniertes Modell für eine Beispielregion in den österreichischen Alpen entwickelt. Die Ergebnisse bestätigen, dass der Klimawandel tatsächlich zum einflussreichsten Faktor für die Verbreitung von Arten in dieser Region werden könnte. Die Studie erscheint in der Fachzeitschrift Global Change Biology (DOI: https://doi.org/10.1111/gcb.14977).

Quelle: Uni Wien

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29. Jan 2020 · News · Forschungsergebnis

Vierblättrigen Einbeere nutzt Pilze als Nahrungsquelle

Vierblättrige Einbeere. Foto: Philipp Giesemann

Die Vierblättrigen Einbeere (Paris quadrifolia) bezieht einen Teil ihrer kohlenstoffhaltigen Nährstoffe von Pilzpartnern, mit denen sie in einer Paris-type arbuskulären Mycchoriza zusammenlebt. Das zeigen Forschende der Uni Bayreuth im Fachmagazin The New Phytologist (DOI: https://doi.org/10.1111/nph.16367). Die Zahl der Pflanzenarten, die organische Nährstoffe von Pilzen gewinnen, könnte demnach weitaus höher sein als bisher angenommen, folgern die Forschenden. 

Quelle: Uni Bayreuth

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28. Jan 2020 · News · Forschungsergebnis

Zu viel Stickstoff bremst Waldwachstum in Europa

Austausch der Sammler zur Bestimmung des Stoffeintrags mit dem Regen auf der LWF-Fläche in Vordemwald AG. Im Hintergrund ein Streusammler. Foto: Peter Waldner, WSL

Zusätzlicher Stickstoff regt das Baumwachstum an. Geraten aus Luftverunreinigungen jedoch jährlich mehr als etwa 30 Kilogramm pro Hektar in einen Wald, dann verringert sich der Holzzuwachs, denn es fehlen andere für das Wachstum wichtige Elemente. Dies zeigt eine in 23 europäischen Ländern durchgeführte Studie unter Leitung der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL) im Fachmagazin Forest Ecology and Management (DOI: https://doi.org/10.1016/j.foreco.2019.117762).

Quelle: WSL

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27. Jan 2020 · News · Forschungsergebnis

Effiziente Photosynthese der Cyanobakterien

Jacqueline Thiemann (links) und Marc Nowaczyk wollen demnächst bei Cyanobakterien abgucken. Foto: Marquard, RUB

Cyanobakterien betreiben eine besonders effiziente Photosynthese, weil sie das Kohlenstoffdioxid zunächst in wasserlösliche Kohlensäure umwandeln und zwischenspeichern. Wie genau sie das machen, konnte ein Forschungsteam der Ruhr-Universität Bochum (RUB) gemeinsam mit internationalen Kollegen erstmals im Detail klären. Das macht es künftig möglich, die Tricks der Bakterien zu nutzen, zum Beispiel für die Produktion nachhaltiger Kraftstoffe. Das Team berichtet in der Zeitschrift Nature Communications (https://www.nature.com/articles/s41467-020-14347-4).

Quelle: RUB

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27. Jan 2020 · News · Forschungsergebnis

Einzigartiger Zentromer-Typ in der Nessel-Seide

Die holozentrische Nessel-Seide umschlingt eine Brennnessel. Foto: Jiri Macas

Forschende haben einen neuen Zentromer-Typ in der Nessel-Seide (Cuscuta europaea) entdeckt, die normalerweise in der Forschung wegen ihrer parasitischen Lebensweise und ihrem damit einhergehenden Mangel an Chloroplasten erforscht wird. Während die chromosomale Anordnung von Zentromeren für gewöhnlich durch die Positionierung vom CENH3-Histon bestimmt wird, verteilen sich die Zentromere der Nessel-Seide unabhängig vom Vorkommen dieser Histonvariante. Das beschreiben Forschende der Tschechischen Akademie der Wissenschaften in Ceské Budejovice in Zusammenarbeit mit Forschenden des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) in Gatersleben. Ihre Ergebnisse stellen sie im Fachmagazin Fronierts in Plant Science (DOI: https://doi.org/10.3389/fpls.2019.01799) vor, meldet das IPK beim Informationsdienst Wissenschaft (idw).

Quelle: idw

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27. Jan 2020 · News · Forschungsergebnis

Vegetation der Berggebiete trocknet Alpenflüsse aus

In der Fachzeitschrift Nature Climate Change (DOI: https://doi.org/10.1038/s41558-019-0676-5) berichten Forschende der ETH Zürich, dass Pflanzen in höheren Lagen während Dürren nicht verdorren, sondern prächtig gedeihen. Anhand der Simulation berechneten sie, dass die Evapotranspiration von bewaldeten Berggebieten in einer Höhenlage von 1300 bis 3000 m.ü.M im Hitzesommer 2003 in weiten Teilen der Alpen überdurchschnittlich hoch war. Die Vegetation dieser Höhenlage war also massgeblich daran beteiligt, den halb ausgetrockneten Flüssen und Bächen das Wasser abzugraben, folgern sie daraus.

Quelle: ETH Zürich

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24. Jan 2020 · News · Forschungsergebnis

Ansatzstelle zur Stärkung des Immunsystems von Pflanzen entdeckt

Manche Pilze verstecken sich vor dem pflanzlichen Immunsystem, indem sie einige ihrer Chitin-Bausteine modifizieren: es entsteht Chitosan. Forschende der Universität Münster haben jetzt herausgefunden, dass Pflanzen auf ein ganz bestimmtes Muster in diesem Chitosan mit einer Stimulierung ihres Immunsystems reagieren, wie sie im Fachmagazin Journal of the American Chemical Society (DOI: https://doi.org/10.1021/jacs.9b11466) bersichten. Sie arbeiten nun daran, ein Immunstimulans für Pflanzen zu entwickeln, um den Einsatz chemischer Pestizide in der Landwirtschaft verringern zu können.

Quelle: Uni Münster

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24. Jan 2020 · News · Forschungsergebnis

Molekularer Dialog in Pflanzen-Samen entschlüsselt

Embryo und Endosperm im sich entwickelnden Samen von Arabidopsis (lichtmikroskopische Aufnahme). Aufnahme: Uni Hohenheim

Unter der Samenhülle verbergen sich zwei genetisch verschiedene Organismen, die miteinander kommunizieren müssen. Dies hat mit dem besonderen Fortpflanzungsweg der Blütenpflanzen zu tun. Wie Forschende der Universitäten Hohenheim in Stuttgart, Genf, Lausanne und federführend der Universität Lyon herausfanden, basiert die Kommunikation des Embryos und des ihn umgebenden Endosperms auf Peptidhormonen. Sie funktioniert deshalb grundlegend anders als die meisten bisher erforschten Steuerungsmechanismen von Pflanzen. Ihre Ergebnisse präsentieren die beteiligten Forschenden im Wissenschaftsmagazin Science (https://science.sciencemag.org/cgi/doi/10.1126/science.aaz4131).

Quelle: Uni Hohenheim

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22. Jan 2020 · News · Forschungsergebnis

Naturstoff gegen Fibrose in Belladonna-Lilie entdeckt

Die Natur ist eine unerschöpfliche Quelle für therapeutisch wirksame Substanzen. Allerdings gleicht die Fahndung nach einem passenden Wirkstoff gegen eine bestimmte Erkrankung oft der berühmten Suche nach der Stecknadel im Heuhaufen. Jetzt ist es einem internationalen Forscherteam aus den USA, Frankreich, Spanien, Italien und der Medizinischen Hochschule Hannover, Deutschland, gelungen, gleich zwei Verbindungen zu entdecken, die das als Fibrose bekannte krankhafte Wachstum des Herzmuskels verhindern und gleichzeitig dafür sorgen, dass sich das Herz in der sogenannten diastolischen Pumpphase entspannen und wieder mit Blut füllen kann. Das haben sie im Tiermodell belegt. Die Studie wurde von dem Institut für Molekulare und Translationale Therapiestrategien der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH) durchgeführt. Die Ergebnisse hat jetzt die Fachzeitschrift Circulation (DOI: https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.119.042559) veröffentlicht.

Quelle: MHH

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21. Jan 2020 · News · Forschungsergebnis

Modifizierte Pflanzen gegen den Klimawandel

Im Kampf gegen den Klimawandel sind neue Techniken gesucht. Würzburger Bioinformatiker haben jetzt möglicherweise einen Weg gefunden, der Pflanzen in die Lage versetzt, mehr Kohlendioxid zu binden.

Quelle: Uni Würzburg

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21. Jan 2020 · News · Forschungsergebnis

Welche Regulatoren bei Eisenmangel aktiv sind

Bioinformatische Arbeitsschritte, um die cis-regulatorischen Elemente zu identifizieren. Die Ergebnisse der Studie tragen dazu bei, die genetische Regulation der Eisenmangelantwort in Pflanzen zu verstehen. Abbildung: Birte Schwarz, HHU

Eisenmangel ist ein kritischer Umstand für Pflanzen, auf den sie mit speziellen genetischen Programmen reagieren. Mit Methoden der Künstlichen Intelligenz hat ein Forschungsteam um Prof. Dr. Petra Bauer vom Institut für Botanik der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf und Prof. Dr. Shin-Han Shiu vom Department of Plant Biology der MSU ein Vorhersageverfahren entwickelt und damit Kandidaten für diese spezielle cis-regulatorische Elemente (CRE) identifiziert, die in Pflanzenwurzeln bei regulatorischen Prozessen bei Eisenmangel aktiv sein können. Damit können nun regulatorische Genabschnitte vorhergesagt werden. Die Ergebnisse veröffentlichten sie in der Fachzeitschrift Plant Physiology (DOI: https://doi.org/10.1104/pp.19.00760). „Die gefundenen CREs können von Züchtern genutzt werden, um die Eisenaufnahme in neuen Pflanzensorten gezielt zu steigern“, betont Prof. Bauer. Ihre Mitarbeiterin und Erstautorin der Studie Dr. Birte Schwarz ergänzt: „So kann eine bessere Eisenversorgung gewährleistet werden und eine bessere Anpassung der Pflanzen auch an schlechte Böden.“

Quelle: HHU

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20. Jan 2020 · News · Forschungsergebnis

Mit „Kmasker plants“ Genomsequenzen einfacher bearbeiten

Was kurze Sequenzstücke (k-mer) verraten. Anwendungen und Methoden des bioinformatischen Tools „Kmasker plants“ zur Analyse von Sequenzdaten. Grafik: Chris Ulpinnis, IPB Halle und Pixabay

Die Entwicklung von Next-Generation-Sequencing (NGS) hat es Forschern ermöglicht, Genome zu untersuchen, die zuvor als zu komplex oder aufgrund ihrer Größe als zu teuer galten. Trotzdem ist die Analyse komplexer Pflanzengenome, die oft einen enormen Anteil an repetitiven Sequenzen besitzen, noch immer eine Herausforderung. Daher haben Bioinformatiker des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) in Gatersleben, der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) und des Leibniz-Instituts für Pflanzenbiochemie (IPB) nun „Kmasker plants“ entwickelt – ein Bioinformatik-Tool, welches durch die Identifizierung repetitiver Sequenzen die Analyse von Pflanzengenomen vereinfacht. Es baut auf die Identifizierung von k-meren (Nukleotidsequenzen einer bestimmten Länge ‚k‘) auf. Das Werkzeug wurde unter dem Namen „Kmasker plants“ im Fachmagazin The Plant Journal (DOI: https://doi.org/10.1111/tpj.14645) veröffentlicht. „Kmasker plants“ steht als Webservice zur Verfügung oder kann installiert werden via: https://github.com/tschmutzer/kmasker.

Quelle: IPK (pdf)

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20. Jan 2020 · News · Forschungsergebnis

Die Welt ernähren, ohne den Planeten zu schädigen, ist möglich

Fast die Hälfte der derzeitigen Nahrungsmittelproduktion ist schädlich für unseren Planeten – sie führt zum Verlust biologischer Vielfalt, setzt den Ökosystemen zu und verschärft die Wasserknappheit. Kann das gutgehen, angesichts einer weiter wachsenden Weltbevölkerung? Eine neue Studie im Fachmagazin Nature Sustainability (https://www.nature.com/articles/s41893-019-0465-1) untersucht umfassende Lösungsvorschläge, wie man 10 Milliarden Menschen innerhalb der Belastungsgrenzen unseres Planeten ernähren kann. Eine angemessene und gesunde Ernährung für jeden Menschen bei weitgehend intakter Biosphäre erfordert nicht weniger als eine technologische und soziokulturelle Kehrtwende, resümieren die Forschenden unter der Leitung des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK).

Quelle: PIK

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16. Jan 2020 · News · Forschungsergebnis

Schnellere Vorhersage zu Gewinnern und Verlierern des Klimawandels

Forscher*innen wollen anhand des Erbguts schneller vorhersagen, wie Arten auf den Klimawandel reagieren können; im Vordergrund stehen Arten, die für ihr Ökosystem von zentraler Bedeutung sind. Foto: Barbara Feldmeyer

Forschende wollen mit einem neuen Forschungsansatz schneller und für eine größere Anzahl an Arten vorhersagen, welche Tiere und Pflanzen es schaffen können, sich an den Klimawandel anzupassen und welche nicht. Der Schlüssel ist laut den Forscher*innen des Senckenberg und des LOEWE-Zentrums für Translationale Biodiversitätsgenomik im Erbgut der jeweiligen Art zu finden. In Kombination mit ökologischen Daten sind die Ergebnisse vor allem für den Naturschutz relevant. Das Team plädiert daher dafür, zunächst Arten in den Blick zu nehmen, die für ihr jeweiliges Ökosystem von besonderer Bedeutung sind. Die Studie ist soeben im Fachjournal Evolution Letters (DOI: https://doi.org/10.1002/evl3.154) erschienen.

Quelle: Senckenberg

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15. Jan 2020 · News · Forschungsergebnis

Blaualgen im Wasser und an Land als Quelle für Methan identifiziert

Massenentwicklung von Cyanobakterien, die auch als Blaualgen bezeichnet werden, weil sie Photosynthese treiben. Foto: Angelina Tittmann, IGB

Cyanobakterien, umgangssprachlich auch Blaualgen genannt, gehören zu den häufigsten Organismen auf der Erde. Ein Forschungsteam zeigte nun erstmalig, dass Cyanobakterien in Meeren, Binnengewässern und an Land relevante Mengen an Methan produzieren. Die durch den Klimawandel zunehmenden Blaualgenblüten werden die Freisetzung von Methan aus Binnengewässern und Meeren in die Atmosphäre mit hoher Wahrscheinlichkeit verstärken, folgern die Forschenden unter Leitung des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) und der Universität Heidelberg.
Ihre Ergebnisse publizierten sie im Fachjournal Science Advances (DOI: https://doi.org/10.1126/sciadv.aax5343).

Quelle: IGB

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15. Jan 2020 · News · Forschungsergebnis

Unsere Wälder wachsen unter dem Einfluss des Klimawandels langsamer

Kiefernwälder am Ostseestrand – Foto: Karolina Janecka

Die Sommertrockenheit beeinträchtigt immer mehr das Wachstum von Buche und Eiche im Ostseeraum. Dagegen wird das Wachstum der Kiefer stärker von den Winterbedingungen beeinflusst. Dabei gibt es regionale Unterschiede. In Norddeutschland, Südschweden und Westpolen vollzieht sich der Wandel schneller als im Osten Polens und in den baltischen Staaten. Das fand ein internationales Forschungskonsortium unter Greifswalder Leitung heraus, indem es Daten von über 300 Waldstandorten auswertete. Die Ergebnisse sind in der Zeitschrift Global Change Biology (DOI: https://doi.org/10.1111/gcb.14966) veröffentlicht.

Quelle: Uni Greifswald

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14. Jan 2020 · News · Forschungsergebnis

Fledermausblume als Vorlage für Sonarnavigation

Die Sonarsysteme und -reflektoren (unten) sind von Fledermäusen und Blüten inspiriert. Foto: Ralph Simon, Vrije Universiteit Amsterdam

Sonarsysteme sind für autonome Roboter und selbstfahrende Autos unerlässlich, da sie sehr kostengünstige Sensoren für Abstandsmessungen sind. Doch manchmal sind die erzielbaren Messergebnisse irreführend und bisher gab es auch keine Sonarzeichen, -schilder oder -signale, die die Navigation unterstützen können. Nun hat ein Forschungsteam der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) gemeinsam mit Forschenden der Universitäten in Antwerpen und Amsterdam eine Lösung gefunden, die durch eine spezielle Koevolution zwischen Fledermäusen und Blumen inspiriert wurde. Ihre Ergebnisse haben sie in der Fachzeitschrift PNAS (DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1909890117) veröffentlicht.

Quelle: FAU

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14. Jan 2020 · News · Forschungsergebnis

"Autophagie ist das Fein-Tuning zellulärer Programme"

Wenn Pflanzen sich auf veränderte Umweltbedingungen wie Dürre, extreme Temperaturen oder Krankheitserreger reagieren, leiten sie neue zelluläre Programme ein, die die passenden Proteine für die jeweilige Situation produzieren. Eine neue Forschungsarbeit eines internationalen Teams aus Dänemark, Österreich und Norwegen hat nun gezeigt, dass Pflanzen auch imstande sein müssen alte zelluläre Programme zu löschen, damit das neue Anpassungsprogramm etabliert werden kann. Dazu betreiben sie Autophagie, wobei beschädigte oder unerwünschte Zellkomponenten erkannt und anschließend recycelt werden. Sie publizierten ihre Studie im Fachmagazin EMBO Journal (DOI: https://doi.org/10.15252/embj.2019103315). „Unser Daten sind der überzeugende Beweis, dass eine der Hauptaufgaben der Autophagie das Fein-Tuning zellulärer Programme ist. Der Verlust der Autophagie hat gravierende Konsequenzen auf mehreren Ebenen. Dies hat bisher zu Verwirrung über die Rolle der Autophagie geführt,“ sagt Yasin Dagdas vom Wiener Gregor Mendel Institut (GMI) im Informationsdienst Wissenschaft (idw).

Quelle: GMI im idw

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13. Jan 2020 · News · Forschungsergebnis

Paradigmenwechsel für Landwirtschaftsflächen mit hohem Naturschutzwert nötig

Extensiv bewirtschaftetes, artenreiches Grünland im Thüringer Wald, Deutschland. Foto: Landschaftspflegeverband Thüringer Wald e.V.

Zunehmende und intensivere Landwirtschaft hat zu vielfältigen Konflikten mit dem Naturschutz geführt. Trotz dieses weltweiten Trends weisen in der Europäischen Union etwa 30 Prozent der Agrarflächen als sogenannten High Nature Value Farmlands (HNV-Farmlands) einen hohen Naturschutzwert auf. Ein europäisches Forschungsteam mit Beteiligung der Universitäten Göttingen und Kassel sowie des Braunschweiger Thünen-Instituts für Biodiversität hat in einer aktuellen Studie die Zukunft dieser Agrarflächen untersucht. Die Forschenden entwickelten eine Reihe von Empfehlungen, wie Agrarlandschaften mit hohem Naturschutzwert durch finanzielle, soziale, politische, technische und Produkt-Innovationen über die Agrarpolitik unterstützt werden können, denn Agrarflächen mit hohem Naturwert stellen wertvolles Kapital dar. Sie ermöglichen es der Gesellschaft, aktuell existierende und zukünftige Umweltprobleme zu bewältigen. Allerdings bedürfe es eines Paradigmenwechsels, um die naturverträglich wirtschaftenden Bauernhöfe zu erhalten und die Agrarlandschaften von hohem Naturschutzwert für zukünftige Generationen zu erhalten. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift Frontiers in Ecology and the Environment (DOI: https://doi.org/10.1002/fee.2116) erschienen.

Quelle: Thünen-Institut

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09. Jan 2020 · News · Forschungsergebnis

Gurken-Virus in Deutschland nachgewiesen

Blätter einer mit CABYV infizierten Pflanze mit Symptomen des Chlorophyllmangels. Foto: W. Menzel, DSMZ

Der Pflanzenvirologe Dr. Wulf Menzel vom Leibniz-Institut Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH (DSMZ) in Braunschweig hat zusammen mit Kollegen aus Nürnberg und Freising erstmals das „Gurken-Virus“ Cucurbit aphid-borne yellows virus (CABYV) in Deutschland isoliert. Ihre Ergebnisse publizierten die Wissenschaftler jetzt im Fachmagazin New Disease Report (DOI: http://dx.doi.org/10.5197/j.2044-0588.2020.041.001). Im Sommer 2019 berichteten zahlreiche bayerische Landwirte, dass ihre Gurkenpflanzen mit einer nicht bekannten Krankheit infiziert waren. In den meisten Beständen lag die Infektionsrate bei 90 Prozent. Insgesamt sank der Ernteertrag um bis zu 50 Prozent. Die serologischen und molekularen Untersuchungen wiesen zweifelsfrei eine Infektion mit CABYV nach. Die Forschenden gehen davon aus, dass sich CABYV auch in Ländern von Mitteleuropa etablieren wird.

Quelle: DSMZ

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09. Jan 2020 · News · Forschungsergebnis

Vielfältige Landschaften funktionieren besser

Studiendesign: Landschaften mit unterschiedlicher Landbedeckung. Grafik: Uni Zürich

Dass Ökosysteme mit grosser Biodiversität besser funktionieren, ist bekannt. Nun zeigen Umweltwissenschaftler der Universität Zürich erstmals, dass vergleichbare Zusammenhänge auch auf Stufe von Landschaften gelten: Die Mischung von Wiesen, Wäldern, Siedlungen und Gewässern verbessern Funktion und Stabilität einer Landschaft – unabhängig von Pflanzenvielfalt, Region und Klima. Ihre Ergebnisse publizierten sie im Fachmagazin Nature Communications (https://www.nature.com/articles/s41467-019-14002-7).

Quelle: Uni Zürich

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07. Jan 2020 · News · Forschungsergebnis

Landnutzung hat langfristige Auswirkung auf biologische Vielfalt

Einer der untersuchten Graslandflächen im Val-de-Sevre in Südwest-Frankreich. Foto und Copyright: Gaëtane Le Provost

Die Vergangenheit lässt die Biodiversität in Agrarlandschaften nicht los - das zeigt eine aktuelle Studie von Wissenschaftler*innen des Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrums im Fachjournal PNAS (https://www.pnas.org/content/early/2020/01/01/1910023117). Anhand einer Agrarlandschaft in Südwest-Frankreich belegte das Team, dass eine Zwischennutzung von Wiesen und Weiden als Acker auch nach 20 Jahren die Eigenschaften zur Bewegung und Nahrungssuche innerhalb einzelner Artengemeinschaften auf heutigen Wiesen und Weiden homogenisiert. Bestehende Wiesen und Weiden in Agrarlandschaften sollten daher langfristig erhalten werden, um Arten eine Zuflucht zu bieten, die durch Umbruch in Äcker verloren gehen.

Quelle: Senckenberg

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06. Jan 2020 · News · Forschungsergebnis

Wie sich Arabidopsis an hohe Lichtintensitäten anpasst

Pflanzen aktivieren bei hoher Lichtintensität Schutzmechanismen, welche die Photosynthese drosseln können. Eine Schlüsselrolle bei diesem Anpassungsprozess spielen drei V, P und Z genannten Proteine. Die Biologen Antoni Garcia-Molina und Dario Leister von der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) konnten nun zeigen, dass in der Modellpflanze Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) diese drei Schlüsselproteine die Photosynthese drosseln und sich die Pflanze auch rascher an wechselnde Lichtverhältnisse anpassen konnte - sogar schneller als VPZ-Tabakpflanzen, bei denen dieser Vorgang schon früher untersucht worden war. Allerdings fanden die Münchner Biologen auch heraus, dass diese Ackerschmalwand VPZ-Pflanzen jedoch nicht schneller wuchsen – ganz im Gegenteil, wie sie im Fachjournal Nature Plants zeigen (DOI: https://www.nature.com/articles/s41477-019-0572-z). „Möglichweise stört der erhöhte Schutz gegen Lichteinstrahlung sogar andere für die Pflanze wichtige Mechanismen,“ sagt Leister. Die Forschenden folgern, dass es keine einfachen und universellen Lösungen gibt, um (Nutz-)Pflanzen künstlich auf den Klimawandel einzustellen.

Quelle: LMU

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27. Dez 2019 · News · Forschungsergebnis

Thiol-Redox-Schalter beeinflussen früheste Ereignisse der Samenkeimung

Samenkeimung unter dem Fluoreszenzmikroskop. Aufnahme: Bettina Richter, Uni Münster

Pflanzensamen können in trockenem Zustand über Jahre ihre Energie speichern, um sie dann plötzlich freizusetzen und zu keimen. Aber wie wird die Energie im Samen verfügbar gemacht? Wie kann der Energiestoffwechsel früh und effizient gestartet werden? Ein internationales Forscherteam unter der Leitung der Universität Münster hat herausgefunden, dass den Thiol-Redox-Schaltern dabei eine zentrale Bedeutung zukommt. Ihre Studie veröffentlichten die Forschenden um Prof. Dr. Markus Schwarzländer von der Uni Münster und um Andreas Meyer von der Uni Bonn im Fachmagazin PNAS (DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1910501117).

Quelle: Uni Münster

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17. Dez 2019 · News · Forschungsergebnis

Algen: Wanderer zwischen Wasser und Land

Typischer Lebensraum für terrestrische Algen aud Fuerteventura (Spanien). Foto: Barbara Melkonian, UDE

Algen aus der Gruppe der Streptophyta teilen viele Eigenschaften mit Moosen, Farnen und Samenpflanzen. Unklar war bisher, wann die Algen erstmals Land eroberten. Ein internationales Team sequenzierte deshalb das Erbgut von zwei einzelligen Algen, die zu den ursprünglichsten Streptophyta gehören. Wie die Genomstudie zeit, hatten Mesostigma viride und Chlorokybus atmophyticus einen gemeinsamen Vorfahren. Sie sind die ursprünglichste Abstammungslinie der Steptophyta. Mesostigma ist ein mit Geißeln, die zur Fortbewegung dienen, ausgestatteter Einzeller, der am Boden kleiner Teiche lebt. Chlorokybus bildet Pakete ineinander geschachtelter Einzelzellen, die von einer festen Zellwand umgeben sind, und lebt zwischen Moosen, auf der Erde, an Steinen und Wänden. „Die Genomanalysen beider Algen zeigten große Unterschiede in der Größe und Struktur ihres Erbgutes und im Genbestand“, sagt Studienleiter Prof. Dr. Michael Melkonian von der Universität Duisburg-Essen (UDE) über die im Fachmagazin Nature Plants (https://www.nature.com/articles/s41477-019-0560-3) publizierte Arbeit.„Algen lebten offenbar lange vor der Entstehung der eigentlichen Landpflanzen außerhalb des Wassers, ihre Evolution erfolgte aber nicht linear, sondern es gab immer wieder Rückentwicklungen in den aquatischen Lebensraum, nach dem Prinzip, zwei Schritte vorwärts, einer zurück“, schließt Prof. Melkonian.

Quelle: UDE

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17. Dez 2019 · News · Forschungsergebnis

Neue Lebensgemeinschaft in der Atacama-Wüste entdeckt

Die biologische Bodenkruste auf dem Cover der Zeitschrift Geobiology, wird von zahlreichen Organismen wie Flechten, Pilzen, Cyanobakterien und Grünalgen gebildet. Foto: Uni Rostock

Forschende haben in der trockensten, nicht-polaren Wüste der Welt eine neue Organismengemeinschaft identifiziert, die in den Gebieten überlebt, in denen nahezu täglich frühmorgendlich Küstennebel liegt. Das interdisziplinäre Forschungsteam der Universitäten Rostock und Kaiserslautern, der Ludwig-Maximilians-Universität München und der Philipps-Universität Marburg veröffentlichte seine Ergebnisse über die neue Bodenkruste im Fachjournal Geobiology (DOI:  https://doi.org/10.1111/gbi.12368).

Quelle: Uni Rostock

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12. Dez 2019 · News · Forschungsergebnis · Politik

Um die Artenvielfalt zu retten, sollten globale Probleme jetzt angegangen werden

Komplexe Systeme können nicht durch eine einzige Maßnahme nachhaltig verändert werden. © Grafik in Anlehnung an IPBES-SPM

Seit den 1970er Jahren wächst der Einfluss der Menschheit auf die Natur rasant, berichten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus aller Welt in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Science (DOI: https://science.sciencemag.org/content/366/6471/eaax3100), darunter Forschende des Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ). Da aber eine Reihe von eng miteinander verzahnten Einflüssen vom Klimawandel bis zu Überfischung und Landübernutzung die Umwelt in die Zange nehmen, sollten diese weltweiten Herausforderungen alle gleichzeitig an der Wurzel gepackt werden, um weitere massive globale Schäden noch zu verhindern. Und das müsste sofort geschehen, betonen die Forschenden.

Quelle: UFZ

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11. Dez 2019 · News · Forschungsergebnis

Moderne und alte Weizensorten schmecken gleich gut

Aus dem Mehl verschiedener Weizensorten wurden mit gleichen Rezepten Brote gebacken und anschließend verkostet. Schon das äußere Erscheinungsbild der Brote variiert zwischen den Sorten deutlich. Foto: BeckaBeck

Moderne Weizensorten liefern grundsätzlich ähnlich aromatische Brote wie die alten Sorten. Unterschiede bestehen zwischen einzelnen Sorten – und den Anbaugebieten. Das fand ein Team aus deutschen und Schweizer Forschern unter Federführung der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) und der Universität Hohenheim in Stuttgart heraus. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler verglichen Geschmack und Geruch von Broten, die in enger Kooperation mit je einem handwerklichen Bäcker und Müller mit Mehl aus alten und aus modernen Weizensorten gebacken wurden. Außerdem beschreibt das Forschungsteam nun im Journal Food Research International (DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodres.2019.108748), wie es den Geschmack und andere Broteigenschaften molekularbiologisch vorhersagen kann.

Quelle: HHU

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09. Dez 2019 · News · Forschungsergebnis

In der Spitze wird die Architektur der Pflanze angelegt

Maissorten mit verschiedenen Blattstellungen: Für die landwirtschaftliche Nutzung ist dies ein wichtiges Merkmal, nach dem selektiert wird, um Pflanzdichte und Ertrag zu steigern. Foto: Uni Tübingen

Die Aufgaben des Meristems gehen weiter als bislang gedacht: Es ist nicht nur das teilungsfähig Bildungsgewebe mit den Stammzellen an der Sprossspitze sondern es steuert aus der Spitze heraus die Architektur der ganzen Pflanze. Bei der Kartierung der an diesen Funktionen beteiligten genetischen Schaltkreise in Mais-Pflanzen hat ein internationales Team entscheidende Ansatzpunkte zur technologischen Verbesserung von Nutzpflanzen entdeckt. Das Forschungsteam unter der Leitung von Professorin Marja Timmermans vom Zentrum für Molekularbiologie der Pflanzen der Universität Tübingen stellt seine Ergebnisse in der Fachzeitschrift Genome Research (DOI: https://dx.doi.org/10.1101/gr.250878.119) vor.

Quelle: Uni Tübingen

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09. Dez 2019 · News · Forschungsergebnis

Pflanzen-Reaktion auf Hitze über Wurzeln reguliert

Untersuchungsobjekt: Arabidopsis-Pflanzen. Bild: Institut für Pflanzenbiologie, TU Braunschweig

Bei erhöhten Temperaturen regeln Arabidopsis-Pflanzen ihr Wachstum über ihre Wurzeln. „Wird es warm, schüttet die Wurzel eine Vorstufe des Signalstoffes Gibberellin aus, aus die der Spross Hormone für das Wachstum bildet, ein als Thermomorphogenese bekanntes Phänomen“, erklären Dr. Maria João Pimenta Lange und Professor Theo Lange vom Institut für Pflanzenbiologie der TU Braunschweig. Die genetische Studien wurden mit Hormonmangel-Mutanten durchgeführt, deren Spross auf Wurzeln von Wildtyp-Pflanzen gepfropft wurde. Diese grundlegenden Erkenntnisse zur Kommunikation zwischen Wurzel und Spross könnten – unter den sich rapide wandelnden Umweltbedingungen – zur Verbesserung von Anbaumethoden beitragen. Die Forschungsergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature Plants (https://www.nature.com/articles/s41477-019-0568-8) veröffentlicht.

Quelle: TU Braunschweig

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09. Dez 2019 · News · Forschungsergebnis

Wie natürliche Mangroven-Ökosysteme den Klimawandel eindämmen

Der im Sediment konservierte Pollen (hier unter dem Lichtmikroskop) ermöglicht es, vergangene Ökosysteme und die Klimadynamik zu enthüllen. Aufnahme: Kartika Anggi Hapsari

Mangrovenökosysteme müssen erhalten und wiederhergestellt werden, um im Kampf gegen den steigenden Kohlenstoffgehalt in der Atmosphäre erfolgreich zu sein. Das hat ein Forschungsteam der Universitäten Göttingen und Bremen sowie vom Leibniz-Zentrum für Tropische Meeresforschung in Bremen hat nun im Fachmagazin Global Change Biology (DOI: https://doi.org/10.1111/gcb.14926) gezeigt, das die Kohlenstoffsenke der von Mangroven gesäumten Segara-Anakan-Lagune in Java, Indonesien, untersucht hatte. Sie gilt als eine der effektivsten Kohlenstoffsenken in Mangrovenökosystemen weltweit. Die Forscherinnen und Forscher stellten das Alter eines fünf Meter tiefen Sedimentkerns fest und untersuchten seine biogeochemische Zusammensetzung. Auch spürten sie Elemente, Pollen und Sporen auf. Sie analysierten vier verschiedene Zeiträume über eine Zeitspanne von insgesamt 400 Jahren und unterschiedliche Klimazonen hinweg.

Quelle: Uni Göttingen

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06. Dez 2019 · News · Forschungsergebnis

Gene machen Eichen robust gegen Trockenheit

Der Klimawandel führt zu immer intensiveren Dürreperioden in Europa. Die Trockenheit setzt auch den Wäldern stark zu. Schon seit längerem überlegen sich Waldschützer ganz genau, welche Bäume sie für die Aufforstung pflanzen sollen. Forscher vom Institut für Ökologie, Evolution und Diversität der Goethe-Universität Frankfurt am Main haben nun Gene in Eichen identifiziert, die die Bäume resistenter gegen die Dürre machen könnten. Die Ergebnisse veröffentlichten sie im Fachmagazin Plant Gene (DOI: https://doi.org/10.1016/j.plgene.2019.100193). Das berichtet die Universität beim Informationsdienst Wissenschaft (idw).

Quelle: Uni Frankfurt beim idw

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06. Dez 2019 · News · Forschungsergebnis

Gene für die Biosynthese des Antidepressivums Hypericin in Johanniskraut entdeckt

Die Abbildung zeigt kontrastierende Phänotypen, auf denen die Studie basiert. Abbildung A und C zeigen den Längs- und Querschnitt eines Blütenstempels mit dunklen Drüsenzellen. Grafik: P. Rizzo, IPK

Johanniskraut (Hypericum perforatum) ist eine uralte medizinische Pflanze. Bekannt ist sie für die milde antidepressive Wirkung ihres bioaktiven Stoffes Hypericin, welches in den dunklen Drüsen der Pflanze produziert wird. Forschende des Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) haben in der Johanniskrautblüte Gene identifiziert, welche an der Entwicklung der dunklen Drüsen und der Biosynthese von Hypericin beteiligt sind. Sie publizierten ihre Ergebnisse im Plant Biotechnology Journal (DOI: https://doi.org/10.1111/pbi.13141), schreibt das IPK beim Informatiuonsdienst Wissenschaft (idw).

Quelle: IPK beim idw

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06. Dez 2019 · News · Forschungsergebnis

Das 136 Millionen Atom-Modell: Wissenschaftler*innen simulieren Photosynthese

Kugelrund ist das Modell des Chromatophors, für das die Wissenschaftler Rechner mit einer enormen Kapazität nutzten. Die Simulation verhält sich genauso wie ihr Gegenstück in der Natur. Quelle: Christopher Maffeo, University of Illinois

Die Umwandlung von Sonnenlicht in chemische Energie ist für das Leben unerlässlich. In einer der größten Simulationen eines Biosystems weltweit haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler diesen komplexen Prozess an einem Bestandteil eines Bakteriums nachgeahmt – am Computer, Atom um Atom. Dieim Fachjournal Cell veröffetnlichte Arbeit (DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2019.10.021) ist ein wichtiger Schritt zum besseren Verständnis der Photosynthese in einigen biologischen Strukturen. An der internationalen Forschungskooperation unter Leitung der University of Illinois war auch ein Team der Jacobs University Bremen beteiligt.

Quelle: Jacobs University

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05. Dez 2019 · News · Forschungsergebnis

Wie sich Blüten an ihre Bestäuber anpassen

3D-Blütenmodell der vogelbestäubten Art Axinaea costaricensis aus den Costa Ricanischen Bergregenwäldern. Aufnahme und (c): Agnes Dellinger, Uni Wien

Evolutionsbiolog*innen haben dreidimensionale Blütenformen von 30 Pflanzenarten einer tropischen Pflanzengruppe (Merianieae) aus den Anden analysiert. Wie sie herausfanden haben sich Blütenformen im Laufe der Evolution modular an die unterschiedlichen Bestäuber angepasst. Das schildern Teams um Agnes Dellinger und Jürg Schönenberger von der Universität Wien im Fachjournal Communications Biology (DOI: https://doi.org/10.1038/s42003-019-0697-7). Die ersten Blütenpflanzen sind bereits vor mehr als 140 Millionen Jahren entstanden und mit zumindest 300.000 Arten die mit Abstand größte Pflanzengruppe. Die Forschenden halten Modularität für den zugrunde liegenden Mechanismus, dass sich im Laufe der #Evolution Blütenformen und –größen an so unterschiedliche Bestäuber wie etwa Bienen, Fliegen, Schmetterlinge, Kolibris oder Fledermäuse anpassen konnten.

Quelle: Uni Wien

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03. Dez 2019 · News · Forschungsergebnis

Forscherinnen modellieren Evolution der C4-Photosynthese

Wie Forscherinnen mit rechnergestützen Modellierungen herausfanden, entstand der C4-Zyklus der Photosynthese im Laufe der Evolution über 62-mal unabhängig voneinander in 19 verschiedenen Pflanzenfamilien. Er führt zu einer verstärkten Photosynthese. Mit Constraint-basierter Modellierung (CBM) kitzelten sie heraus, welche Faktoren zur Entwicklung der C4-Eigenschaft beigetragen haben. Das belegen Dr. Mary-Ann Blätke vom Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) in Gatersleben und  Prof. Dr. Andrea Bräutigam von der Universtät Bielefeld im Fachmagazin eLife (DOI: https://doi.org/10.7554/eLife.49305). Die Studie zeigt, wie wirkungsvoll CBM für die Erforschung der Evolution komplexer Eigenschaften in Pflanzen ist. Gleichzeitig ebnet die erfolgreiche Analyse des C4-Entwicklungsprozesses den Weg für eine detailliertere Untersuchung der C4-Evolution und des C4-Stoffwechsels, und beleuchtet neue Ziele für die Zucht von C4-Nutzpflanzen, wie beispielsweise Mais.Das meldet das IPK beim Informationsdienst Wissenschaft (idw).

Quelle: IPK beim idw

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02. Dez 2019 · News · Forschungsergebnis

Süßkartoffel warnt ihre Nachbarn bei Befall mit einzigem Duftstoff

Fraßschaden an den Blättern der Süßkartoffel Ipomoea batatas. Foto: Anja Meents, MPI für chemische Ökologie

Ein einzelner, über die Luft verbreiteter Duftstoff kann ausreichen, um in Süßkartoffeln Abwehrmechanismen gegen pflanzenfressende Insekten auszulösen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben diesen Duftstoff nun identifiziert. Im Fachjournal Scientific Reports (DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-019-53946-0) zeigen sie, dass dieser Mechanismus nicht nur auf die befallene Pflanze begrenzt ist, sondern auch benachbarte, noch nicht befallene Pflanzen wappnen kann. Die Reaktion ist aber nicht bei allen Pflanzensorten zu beobachten, sondern spezifisch. Die Ergebnisse der Forschernden des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie in Jena sind für die Züchtung resistenter Süßkartoffelsorten von Interesse.

Quelle: MPI für Chemische Ökologie

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02. Dez 2019 · News · Forschungsergebnis

Untermieter-Pilz produziert Wirkstoff der Heilpflanze

Die Tataren-Aster enthält den Arzneistoff Astin nur, wenn sie den produzierenden Pilz Cyanodermella asteris beherbergt. Foto: Christiane Henno

Forschungsteams beschreiben in der kommenden Ausgabe des Fachmagazins PNAS, dass ein Pilz in der Tataren-Aster (Aster tataricus) diejenigen bioaktiven Stoffe bildet, weswegen sie in der traditionellen chinesischen Medizin als Heilpflanze genutzt wird. Dem Wirkstoff Astin werden auch in der Krebsforschung vielversprechende Eigenschaften zugeschrieben. Doch die Astine produziert die Pflanze nicht selbst, wie lange angenommen wurde, sondern sie stammen von einem Pilz, der im Gewebe ihrer Blütenstände lebt. Das haben Dr. Thomas Schafhauser und Professor Wolfgang Wohlleben von der Universität Tübingen gemeinsam mit Dr. Linda Jahn, Professorin Jutta Ludwig-Müller und Professor Karl-Heinz van Pée von der TU Dresden in einem internationalen Team herausgefunden. Dem Team ist es gelungen, den betreffenden Pilz Cyanodermella asteris zu isolieren und unabhängig von der Wirtspflanze in Nährlösung zu kultivieren. Dadurch hat es die Grundlagen für eine bio-technologische Herstellung der Astine in größerem Maßstab gelegt. Die Forschenden gehen davon aus, dass Pilz und Pflanze hier im Sinne einer Symbiose zu beiderseitigem Vorteil zusammenarbeiten und die Pflanze ein Signal zur Herstellung des Astins A gibt oder selbst das Astin aus dem Pilz weiter verarbeitet. Solche über eine Art hinausgehenden Stoffwechselwege, die die Symbiose zwischen zwei oder mehr biologischen Partnern erfordern, seien bisher weitgehend unerforscht.

Quelle: TU Dresden

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02. Dez 2019 · News · Forschungsergebnis

Kleine Wälder sind wichtiger als bisher angenommen

Waldfragment bei Sint-Truiden (Belgien), in dem die Ökosystemleistungen untersucht wurden. Foto: Pieter De Frenne, Uni Gent

Wäldchen umgeben von Ackerland haben pro Fläche mehr Nutzen für den Menschen als große Wälder, wie Forschende im Fachmagazin Journal of Applied Ecology (DOI: https://doi.org/10.1111/1365-2664.13537) beschreiben. Auch wenn kleine Wälder, manchmal kleiner als ein Fußballfeld, in der Agrarlandschaft leicht übersehen werden, können sie mehr Kohlenstoff im Oberboden speichern, sind besser für die Jagd geeignet und beherbergen weniger Zecken als große Wälder. An der Studie waren auch Forschende des Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) beteiligt.

Quelle: ZALF

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28. Nov 2019 · News · Forschungsergebnis

Gut verpacktes Kupfer schädigt Pflanzen nicht

Kupfer-Ionen gelangen mit Hilfe von Transportproteinen zu den Ethylenrezeptoren am Endoplasmatischen Retikulum. Dort lösen sie verschiedene Reifesignale für die Pflanze aus, bis hin zum Verwelken. Garfik: Claudia Hoppen und Georg Groth, HHU

Ethylen dient Pflanzen zur Steuerung vieler Prozesse, zum Beispiel der Fruchtreifung. Zur Bindung dieses Pflanzenhormons an die im Zellinnern befindlichen Rezeptoren sind Kupfer-Ionen notwendig. Wie die Transportwege des für die Pflanze in isolierter Form eigentlich giftigen Kupfers aussehen, hat die Forschungsgruppe um den Biochemiker Prof. Dr. Georg Groth von der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) entschlüsselt und die Ergebnisse nun in der Fachzeitschrift Scientific Reports (DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-019-47185-6) veröffentlicht. Sie analysierten die an der Beladung der Rezeptoren beteiligten Kupferchaperone sowie die genaue Einbettung der an diesem Prozess beteiligten Kupfertransporter in die Membran. An der Studie war auch ndas Team um Prof. Dr. Andreas Meyer von der Universität Bonn beteiligt.

Quelle: HHU

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28. Nov 2019 · News · Forschungsergebnis

Warum Grünkohl erst nach dem ersten Frost schmeckt

Bei kalten Temperaturen wandelt Grünkohl komplexe Kohlenhydrate in den Zellwänden zu kleineren Zuckermolekülen um, die allesamt süß sind und den Grünkohl besser schmecken lassen. Foto: Jacobs University

Erst nach dem ersten Frost beginnt in Norddeutschland die Grühkohlzeit. Warum Grünkohl erst dann schmeckt war bislang wissenschaftlich nicht beantwortet. Die Arbeitsgruppen von Prof. Nikolai Kuhnert von der Jacobs University in Bremen und von Prof. Dirk Albach von der Universität Oldenburg hat sie nun gefunden und in dem Fachjournal Food Research International (DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodres.2019.108727) publiziert. Demnach wandelt die Pflanze bei kalten Temperaturen komplexe Kohlenhydrate der Zellwände zu kleineren Zuckermolekülen um, die allesamt süß sind und den Grünkohl somit besser schmecken lassen. Insbesondere die Zucker Fructose, Melibiose, Maltose und Raffinose wurden in den der Kälte ausgesetzten Pflanzen in erhöhten Konzentrationen gefunden. Grünkohl ändert damit Eigenschaften der Zucker, die den Gefrierpunkt in den Blättern senken.

Quelle: Jacobs University

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26. Nov 2019 · News · Forschungsergebnis

Wann Pflanzen blühen

Bei idealer Stickstoffversorgung (ON) blühen Pflanzen bereits sehr früh im Vergleich mit weniger Bodenstickstoff (LN) durch die Bildung des Blühzeitregulators SOC1 in der Sprossspitze (gelber Stern). Bild: V. Wahl, New Phytologist

Neben Licht, Temperatur, Alter und Energiegehalt hat auch der Stickstoffgehalt im Boden Auswirkungen auf den Zeitpunkt der Blütenbildung. Das habern Forschende des Max-Planck-Instituts für Molekulare Pflanzenphysiologie in Potsdam Golm herausgefunden, im Juli im Fachmagazin New Phytologist beschrieben (DOI: https://doi.org/10.1111/nph.15812) und heute der Öffentlichkeit vorgestellt.

Quelle: MPI für Molekulare Pflanzenphysiologie

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25. Nov 2019 · News · Forschungsergebnis

Wie Pflanzen den Zellwandzucker Apiose herstellen

Pflanzen müssen gleichzeitig robust und biegsam sein. Die dafür verantwortliche Zellwand besteht größtenteils aus Polymeren und Zellulose. Einer dieser Zuckerbausteine ist das verzweigtkettige Monosaccharid Apiose. Forschende des Austrian Centre of Industrial Biotechnology (ACIB) und der TU Graz haben nun im Fachmagazin Nature Catalysis beschrieben (https://www.nature.com/articles/s41929-019-0382-8), wie Apiose von einem einzelnen Enzym namens UAXS (UDP-apiose/UDP-xylose Synthase) hergestellt wird. Das bersichtet das ACIB beim Informationsdienst Wissenschaft (idw).

Quelle: ACIB beim idw

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25. Nov 2019 · News · Forschungsergebnis

Zwei Proteine kontrollieren zyklischen Elektronentransport

Bei der Photosynthese ist der zyklische Elektronfluss von zentraler Bedeutung, allerdings war bislang unklar, welche Bestandteile ihn vom linearen Elektronentransport unterscheiden und wie er genau reguliert wird. Biologen konnten nun erstmals nachweisen, dass die beiden Proteine PGRL1 und PGR5 den zyklischen Elektronentransport in Pflanzen tatsächlich kontrollieren. Die Biologen Marcel Dann und Dario Leister von der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) nutzten Cyanobakterien als Modellsystem für ihren Nachweis, da der zyklische Elektronenfluss in Pflanzen extrem schwer direkt zu messen ist. In diese Bakterien schleusten sie die beiden Pflanzen-Proteine ein und analysierten deren Zusammenspiel. „Unser verändertes Cyanbakterium ist wie ein lebendes Labor, in dem man zyklischen Elektronentransport sehr schnell verändern kann. In Pflanzen würden solche Versuche Jahre dauern,“ sagt Leister. Lösungen im Bakterium lassen sich dann wieder zurück in die Pflanze übertragen. „Das spart nicht nur extrem viel Zeit, sondern ermöglicht Experimente, die in Pflanzen gar nicht möglich sind“, freut sich Leister. Die beiden veröffentliuchten ihre Ergebnisse im Fachjournal Nature Communications (https://www.nature.com/articles/s41467-019-13223-0).

Quelle: LMU

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21. Nov 2019 · News · Forschungsergebnis

Wärmere Winter erhöhen das Risiko für Frostschäden im deutschen Apfelanbau

Der Klimawandel beeinflusst die Vegetationsperioden im deutschen Apfelanbau mit teils unerwarteten Folgen. Das hat ein Forschungsteam der Humboldt-Universität zu Berlin (HU) und von Climate Analytics nachgewiesen. „Bereits heute lässt sich beobachten, dass Apfelbäume oftmals früher blühen als noch vor zwanzig Jahren. Dadurch kann es häufiger zu Frostschäden nach der Blüte kommen, obwohl die Anzahl an Frosttagen mit der globalen Erwärmung insgesamt abnimmt“, erklärt der Hauptautor der Studie Peter Pfleiderer. Derartige Risiken werden sich in Zukunft verstärken, so das Ergebnis der simulierten Klimaszenarien der Klimaphysiker*innen der HU, die heute im Fachmagazin Climatic Change (DOI: https://doi.org/10.1007/s10584-019-02570-y) erschienen ist.

Quelle: HU Berlin

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21. Nov 2019 · News · Forschungsergebnis

Pflanzen “riechen” die Sexuallockstoffe eines Schadinsekts - das triggert ihre Abwehr

Die Waldkiefer bereitet sich auf einen drohenden Insektenbefall vor, wenn sie die Sexualpheromone der Blattwespe wahrnimmt. Bild: Bernd Wannenmacher, FU Berlin

Eine bisher unbekannte Verteidigungsstrategie von Pflanzen gegen eine sehr frühe Phase von Insektenbefall hat ein internationales Forschungsteam im Fachmagazin PNAS (DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1910991116) beschrieben. Unter der Leitung von Prof. Dr. Monika Hilker vom Institut für Biologie der Freien Universität Berlin zeigte das internationale Team, dass Waldkiefern einen drohenden Insektenbefall „riechen“, wenn sie die Sexualpheromone des Insekts wahrnehmen. Pheromon-exponierte Bäume können rund 50 Prozent mehr der Eier des Insekts abtöten als Bäume, die dem Pheromon nicht ausgesetzt waren. Die Studien des Sonderforschungsbereichs (SFB) 973, der von Monika Hilker geleitet wird, fokussieren auf die Frage, wie Pflanzen – als Organismen ohne Nervensystem – Alarmsignale aus der Umwelt wahrnehmen und sich daraufhin besser auf bevorstehenden Stress vorbereiten.

Quelle: FU Berlin

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21. Nov 2019 · News · Forschungsergebnis

Selbsthemmende Gene machen neue Blatt-Formen möglich

Mikroskopie-Bild eines jungen Blattes des Behaarten Schaumkrauts mit entstehenden Nebenblättern (Zellumrisse: grau). Das hier in roter Farbe dargestellte RCO-Protein ist an den Stellen aktiv, an denen neue Nebenblätter entstehen. Dort verringert es das Zellwachstum, so dass die Nebenblätter voneinander getrennt bleiben. Aufnahme und (c): Neha Bhatia und Peter Huijser

Für die Evolution sind Gene besonders wichtig, die die Entwicklung eines Lebewesens von der Eizelle bis zum ausgewachsenen Organismus steuern. Veränderungen dieser Gene führen bei Pflanzen und Tieren häufig zu einem neuen Erscheinungsbild. Da Entwicklungsgene jedoch meist mehrere Vorgänge beeinflussen, bergen Mutationen das Risiko von "Kollateralschäden". Forschende des Max-Planck-Instituts für Pflanzenzüchtungsforschung in Köln haben nun herausgefunden, dass Gene die potenziellen Nebenwirkungen einer Mutation reduzieren, indem sie sich selbst hemmen. Auf diese Weise können neue Formen entstehen, berichtet das Team um Prof. Dr. Miltos Tsiantis im Fachmagazin Current Biology (DOI: https://doi.org/10.1016/j.cub.2019.10.040).

Quelle: MPI für Pflanzenzüchtungsforschung

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18. Nov 2019 · News · Forschungsergebnis

Lebende Baum-Brücken für klimafreundliche Städte

Dichte, feuchte Laubwälder, durch den Monsun anschwellende Flüsse und tiefe Schluchten – im indischen Staat Meghalaya vermodern Holzbrücken leicht oder werden von den Fluten weggerissen. Auch Brücken aus Stahl und Beton kommen hier an ihre Grenzen. Brücken aus lebendenden Baumwurzeln überdauern hingegen Jahrhunderte. Prof. Ferdinand Ludwig von der Technischen Universität München (TUM) hat diese besonderen Bauwerke untersucht und schlägt vor, die spezielle Bautechnik in die moderne Architektur zu integrieren, wie er im Fachmagazin Scientific Reports beschreibt (DOI: 10.1038/s41598-019-48652-w).

Quelle: TUM

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18. Nov 2019 · News · Forschungsergebnis

Knappes CO2 begünstigt Wasserpflanzen

Ohne Kohlenstoff kein Leben. Im Kohlendioxid (CO2) der Luft gibt’s davon reichlich, in Seen ist er hingegen knapp. Viele Süßwasserpflanzen können Kohlenstoff allerdings aus Hydrogenkarbonat gewinnen. Diese Arten werden immer mehr, weil u.a. durch Entwaldung oder Überdüngung die Nährstoffe in Seen zunehmen. Das fand ein internationales Forscherteam unter Beteiligung des Umweltwissenschaftlers Dr. Sebastian Birk von der Universität Duisburg-Essen (UDE) heraus. Nachzulesen sind die Ergebnisse in der Fachzeitschrift Science der vergangenen Woche (DOI: 10.1126/SCIENCE.AAY5945).

Quelle: UDE

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18. Nov 2019 · News · Forschungsergebnis

Wie Pflanzen Stress verarbeiten

In der Jochalge Zygnema circumcarinatum fand das Forschungsteam ein Gen, das bei der Stressbewältigung eine Rolle spielen könnte. Foto: Uni Göttingen

Umweltfaktoren wie Trockenheit oder ein hoher Salzgehalt im Boden stören die Physiologie der Pflanzen, sie haben dann Stress. Alle Landpflanzen, vom Lebermoos bis zum Roggen, nutzen unter Stressbedingungen eine komplexe Signalkaskade. Welche Rolle ein bestimmtes Gen für den Rezeptor in dieser Signalkaskade spielt, hat ein internationales Forschungsteam unter der Leitung der Hebrew University of Jerusalem und mit Beteiligung der Universität Göttingen untersucht und im Fachmagazin PNAS (DOI: https://doi.org/ 10.1073/pnas.1914480116) vorgestellt. Koautor Prof. Dr. Jan de Vries vom Institut für Mikrobiologie und Genetik der Universität Göttingen sagt: „Wir konnten zeigen, dass die nächsten Algenverwandten der Landpflanzen, die fädigen Jochalgen, ein komplettes Set an Genen haben, welches jenem Set, das Landpflanzen für die Wahrnehmung der Abscisinsäure nutzen, stark ähnelt.“ Die Wahrnehmung des Stresshormons hat einen hormon-unabhängigen Ursprung in den Algen.

Quelle: Uni Göttingen

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15. Nov 2019 · News · Forschungsergebnis

Horizontaler Gentransfer von Bakterien half Pflanzen das Land zu erobern

Die sequenzierten Genome zweier Zieralgen brachten drei erstaunliche Ergebnisse zutage: Die Alge Spirogloea muscicola bildet nicht nur eine neue Unterklasse (Spirogloeophycidae) innerhalb der Zierlagen, sondern entpuppte sich auch die nächste lebende Verwandte von Landpflanzen, wie z.B. Moose, Farne oder Samenpflanzen. Die Genome dieser und einer weiteren terrestrisch lebenden Zieralge hielten noch noch eine weitere Überraschung bereit. „Wir fanden nicht nur Gene, die sonst nur bei Landpflanzen vorkommen, sondern konnten für zwei Genfamilien nachweisen, dass sie von Bodenbakterien durch horizontalen Gentransfer in die Algen gelangten“, erklärt Prof. Dr. Michael Melkonian von der Universität Duisbur-Essen (UDE). Diese Gene spielen heute eine wichtige Rolle bei der Antwort von Pflanzen auf Trockenstress. Das internationale Team von Wissenschaftlern unter Leitung von Prof. Melkonian veröffentlichte seine Ergebnisse im Fachmagazin Cell (DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2019.10.019).

Quelle: UDE

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14. Nov 2019 · News · Forschungsergebnis

REDD+ Regenwaldschutz mit gegenteiligem Effekt

Brasilien wandelt Naturwald in landwirtschaftliche Subsistenzflächen um. Foto: Bild: M. Köhl, Uni Hamburg

Wenn Staaten weniger Regenwald abholzen, wird dies von den Vereinten Nationen finanziell belohnt. Die Länder müssen dabei selbst belegen, wie viel Wald erhalten wurde. Die Kosten für diesen Nachweis können jedoch höher sein als die zu erwartenden Bonuszahlungen. Gleichzeitig werden Länder benachteiligt, die ihre Naturwälder schon lange schützen. Dies zeigt Prof. Dr. Michael Köhl von der Universität Hamburg in einer aktuellen Studie im Fachjournal Environmental Economics.

Quelle: Uni Hamburg

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14. Nov 2019 · News · Forschungsergebnis

Domestizierung der Gattung Erythroxylum

Die Gattung Erythroxylum ist vor allem für ihre Verwendung in Coca-Cola oder als Kokain bekannt. Foto und Grafik: D’Auria, Schmidt & Chavez, IPK

Eine interdisziplinäre Übersichtsarbeit beleuchtet die Domestizierungsgeschichte der Pflanzengattung Erythroxylum und untersucht zahlreiche mögliche positive Anwendungsgebiete von Erythroxylum, etwa als Arzneimittel. Die Überblicksarbeit veröffentlichten Wissenschaftler*innen um Dr. John D’Auria vom Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) in Zusammenarbeit mit Kolumbianischen Forschenden in der Zeitschrift Molecules (DOI: https://doi.org/10.3390/molecules24203788). Sie hoffen, durch die Beleuchtung der vielen – positiven – potentiellen Anwendungsgebiete von Erythroxylum-Arten einen neuen Dialog über die kontroverse Gattung anzustoßen.

Quelle: IPK (pdf)

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13. Nov 2019 · News · Forschungsergebnis

Auch Stickstoff-Eintrag lässt Algen blühen

Die massenhafte Vermehrung der Algen lässt sich an der starken Grünfärbung der Jagst erkennen, die am 2. September 2015 durch einen Unfall in diesen Zufluss des Neckars gelangten. Foto: Julia Kleinteich, Uni Tübingen

Beim Brand einer Mühle im baden-württembergischen Lobenhausen gelangten im August 2015 größere Mengen mit Kunstdünger verunreinigten Löschwassers in die Jagst. Dadurch verendeten Tausende von Fischen. Gleichzeitig bewirkte die in den Düngemitteln enthaltene Stickstoffverbindung Ammoniumnitrat eine massenhafte Vermehrung der Algen, die nun im Detail hinsichtlich der Menge wie auch der Zusammensetzung des Mikroplanktons untersucht wurde. Die Forschenden setzten dabei Methoden der genetischen Hochdurchsatzsequenzierung ein, um die Arten und relative Individuenzahlen zu bestimmen. Insgesamt habe der Dünger die Menge des pflanzlichen Planktons deutlich gesteigert. „Die Jagst war von vornherein ein sehr nährstoffreiches Gewässer. Wir hatten nicht erwartet, dass zusätzliche Nährstoffe aus den Düngemitteln das Algenwachstum so stark fördern“, erklärt Julia Kleinteich, Wissenschaftlerin im Team um Professorin Christiane Zarfl vom Zentrum für Angewandte Geowissenschaften der Universität Tübingen. Ihre Ergebnisse veröffentlichten sie im Fachjournal Limnology and Oceanography (DOI: doi.org/10.1002/lno.11352). „Der Jagstunfall, bei dem nur zusätzlicher Stickstoff, nicht aber Phosphor ins Wasser gelangte, macht deutlich, dass möglicherweise auch der Stickstoffeintrag begrenzt werden muss, um problematische Algenblüten zu vermeiden“, folgert Kleinteich.

Quelle: Uni Tübingen

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13. Nov 2019 · News · Forschungsergebnis

Wie Glycolat aus Algenblüten abgebaut wird und den weltweiten Kohlenstoff-Kreislauf beeinflusst

Auf Satellitenbildern wirken die Algenteppiche mit ihren hellen Schlieren wie Kunstwerke. Allein in der etwa 70.000 Quadratkilometer umfassenden Deutschen Bucht entstehen bei der Algenblüte im Frühjahr etwa zehn Millionen Tonnen Biomasse. Bild und ©: NASA

Mikrobiologinnen und -biologen haben einen vor 56 Jahren beschriebenen Stoffwechselweg, den β-Hydroxyaspartat-Zyklus, wiederentdeckt, der eine wichtige Rolle beim mikrobiellen Abbau der Algenbiomasse im Ozean spielt. In diesem wird Glycolsäure verstoffwechselt, das als direktes Nebenprodukt der Photosynthese im Phytoplankton entsteht. Die Aufklärung der genauen Abläufe auf molekularer Ebene bis hin zum Nachweis der weltweiten Verbreitung liefern wertvolle Informationen für künftige Berechnungen der Kohlendioxid-Bilanz der Weltmeere. Ihre Publikation veröffentlichten die Forschenden der Max-Planck-Institute für terrestrische Mikrobiologie in Marburg und für marine Mikrobiologie in Bremen (MPI Bremen) im Fachjournal Nature (DOI 10.1038/s41586-019-1748-4). Das MPI bietet auf seiner Website auch ein Erklärvideo an.

Quelle: MPI Bremen

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12. Nov 2019 · News · Forschungsergebnis

Was uns hindert Naturschutz-Forschung in der Praxis anzuwenden

Naturschutzwissenschaftler*innen fordern ein stärkeres Engagement in der Zusammenarbeit von Wissenschaft und Gesellschaft, wie beispielsweise in Umweltbildungs- und Trainingsprogrammen. Foto und (c): Bea Maas, Uni Wien

Eine Million Arten sind vom Aussterben bedroht, viele davon bereits in den nächsten Jahrzehnten. Das sind mehr als jemals zuvor gemessen. Dieser beispiellose Verlust der Artenvielfalt gefährdet wertvolle Ökosysteme und das menschliche Wohlergehen. Doch was hindert uns daran, Erkenntnisse aus der Naturschutzforschung in die Praxis umzusetzen? Zu diesem Thema hat die Fachzeitschrift Biological Conservation eine Sammlung von 14 Beiträgen veröffentlicht. Ein Team um Bea Maas vom Department für Botanik und Biodiversitätsforschung der Universität Wien zeigt im Leitartikel (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0006320719315708), warum fachübergreifende Zusammenarbeit entscheidend für den Schutz der globalen Artenvielfalt ist.

Quelle: Uni Wien

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08. Nov 2019 · News · Forschungsergebnis

Kohlenstoffbilanz im tropischen Regenwald des Amazonas

Durch die Verknüpfung des Waldmodells FORMIND mit Daten des Satelliten ICESat wurde eine detaillierte Biomassenkarte erstellt. Rot eingefärbte Regionen zeigen Gebiete mit besonders viel Biomasse. Grafik: Rödig et al., UFZ, Global Ecol Biogeogr. 2017

Die Regenwälder der Erde binden große Mengen an Kohlenstoff in ihrer Biomasse und sind damit eine entscheidende Kohlenstoffsenke. Aktuelle Schätzungen, wie viel Kohlenstoffdioxid in den tropischen Regenwäldern des Amazonasgebiets gebunden ist, gehen aber weit auseinander. Wissenschaftler*innen am Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) haben ein Verfahren entwickelt, mit dem sich mithilfe von neuesten Satellitendaten sehr viel genauer als bislang die Biomasse in den Regenwäldern abschätzen lässt. Damit lassen sich die Folgen von Dürren und Waldbränden für das Amazonasgebiet exakter beschreiben als zuvor, schreiben sie in der Fachzeitschrift Nature Communications (DOI: https://www.nature.com/articles/s41467-019-13063-y).

Quelle: UFZ

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07. Nov 2019 · News · Forschungsergebnis

Beitrag der Küsten zum Klimawandel womöglich unterschätzt

Permafrostküsten machen etwa ein Drittel der gesamten Küstenlinie der Erde aus. Infolge des beschleunigten Klimawandels tauen weitläufige Küstenabschnitte auf und erodieren in den Arktischen Ozean. Eine neue Studie, die in der Fachzeitschrift Geophysical Research Letters veröffentlicht wurde, zeigt nun, dass entlang dieser erodierenden Permafrostküsten in der Arktis große Mengen an Kohlendioxid entstehen könnten. Die Forschenden des Alfred-Wegener-Instituts (AWI) und vom Deutschen GeoForschungsZentrum (GFZ) stellen ihre Ergebnisse im Fachjournal Geophysical Research Letter for (DOI: https://doi.org/10.1029/2019GL084303).

Quelle: GFZ

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05. Nov 2019 · News · Forschungsergebnis

Wie umweltverträglichere Palmöl-Produktion gelingt

Aus den Früchten gewonnenes Palmöl macht einen beträchtlichen Teil des Bruttoinlandsprodukts vieler tropischer Länder aus. Foto: Patrick Diaz

Weniger Dünger, kein Herbizid, aber gleichbleibender Gewinn – so kann eine umweltfreundlichere Palmölproduktion aussehen. Diese ermutigende Aussage ist das vorläufige Ergebnis eines groß angelegten Ölpalm-Experiments eines internationalen Forscherteams unter der Leitung der Universität Göttingen. Die Ergebnisse publizierten sie in der Fachzeitschrift Frontiers in Forests and Global Change (DOI: https://doi.org/10.3389/ffgc.2019.00065).

Quelle: Uni Göttingen

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05. Nov 2019 · News · Forschungsergebnis

Sinkende Erträge und steigende Arsenbelastung gefährden die Versorgung mit Reis

Eva Marie Muehe entfernt Reiskörner von den Halmen, um den Ertrag, den Arsengehalt und die Nährstoffgehalte zu bestimmen. Foto: Kurt Hickman

Durch die Klimaerwärmung könnte die Reisernte weltweit deutlich geringer ausfallen als bisher angenommen. Der Reis könnte zudem deutlich über die heutigen EU-Grenzwerte hinaus mit dem giftigen Halbmetall Arsen belastet sein. Zu diesem Schluss kommt ein internationales Forschungsteam an den Universitäten Stanford, Tübingen und Bayreuth unter der Leitung von Dr. Eva Marie Muehe, Forscherin an den Universitäten Stanford und Tübingen. Den Szenarien des Forschungsteams zufolge könnte die Reisproduktion bis zum Ende dieses Jahrhunderts um bis zu 40 Prozent zurückgehen. Die Studie wurde im Fachmagazin Nature Communications (DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-019-12946-4) veröffentlicht.

Quelle: Uni Tübingen

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30. Okt 2019 · News · Forschungsergebnis

Bakterielle Arsen-Kanalproteine sind Vorläufer effizienter Bor-Transporter in Pflanzen

Annett Bieber kultiviert Escherichia coli Bakterien zur Amplifizierung bakterieller Arsen-Kanalprotein kodierender Gene. Foto: J. Himpe, IPK Gatersleben

„Nodulin26-like-intrinsic-proteins” (NIPs) sind essenziell für den Transport der Halbmetalle Silizium und Bor in Pflanzen. Ihre funktionelle Herkunft war bisher unbekannt. Ein internationales Team hat nun entdeckt, dass pflanzliche NIPs von einem bakteriellen Arsen-Kanalprotein abstammen, welches durch horizontalen Gentransfer in Pflanzen gelangte. Bakterielle AqpN Gene, die Vorläufer pflanzlicher Silizium- und Bor-Transportproteine, sind und waren vermutlich an der bakteriellen Arsen Entgiftungsmaschinerie beteiligt. Im Laufe der Evolution von modernen Samenpflanzen kam es zu einer Funktionsänderung, dem Transport von essenziellen und förderlichen Halbmetallen. Das berichten die Forschenden, darunter Pflanzenwissenschaftler*innen aus dem Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) in Gatersleben im Fachjournal New Phytologist (DOI: https://doi.org/10.1111/nph.16217), wie das IPK beim Informationsdienst Wissenschaft (idw) bekannt gibt.

Quelle: IPK

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30. Okt 2019 · News · Forschungsergebnis

Parasit manipuliert Algenstoffwechsel für eigene Ausbreitung

Gesunde (links) und infizierte (rechts) Kieselalge Coscinodiscus granii: Der parasitische Eipilz Lagenisma coscinodisci hat in der rechten Zelle alle Nährstoffe ausgesaugt und das Algenmetabolom moduliert, um seine eigene Fortpflanzungsform, das Sporangium, zu bilden. Aufnahme: Marine Vallet, MPIEC

Immer wieder kann es in Ozeanen zu einer Massenvermehrung von Algen kommen. Dadurch werden viele andere Lebewesen anlockt, die manchmal das Ende der gesamten Algenpopulation herbeiführen können. Der zugrundeliegende Mechanismus war jedoch bislang unbekannt. Forscherinnen und Forscher des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie (MPIEC) und der Universitäten in Jena und Frankfurt zeigen in einer neuen Publikation in Nature Communications (https://www.nature.com/articles/s41467-019-12908-w), dass ein krankheitserregender Pilz den Stoffwechsel einzelliger Algen für eigene Zwecke verändert: Es werden kleine bioaktive Stoffe gebildet, die der Pilz für seine eigene Ausbreitung nutzt, während die Vermehrung der Algen verhindert wird und der Algenteppich schließlich schrumpft und stirbt.

Quelle: MPIEC

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30. Okt 2019 · News · Forschungsergebnis

Moose verraten Ötzis letzte Reiseroute

Die Fundstelle von Ötzi auf dem Tisenjoch mit einem Denkmal für die Eismumie, Blick Richtung Süden. Foto: Jim Dickson

Welche Route wählte der „Mann aus dem Eis“ vor 5300 Jahren bei seinem Aufstieg in die Ötztaler Alpen? Dazu gab und gibt es unterschiedliche Theorien. Forschende der Universität Innsbruck haben nun die aus den Sedimenten des Fundortes, aber auch aus der Kleidung und dem Magen-Darm-Inhalt der Ötzi genannten Gletschermumie isolierten Moose analysiert und ihre Ergebnisse im Fachmagazin PLOS One (DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0223752) veröffentlicht. Die Archäobotaniker*innen konnten 75 verschiedene Moose, darunter mindestens 10 Lebermoose, identifizieren. Heute wachsen an der Fundstelle 21 verschiedene Moosarten. Aus Herkunft und lokalen Präferenzen leiten die Forschenden ab, dass Ötzi eine südliche Route wählte und über die Schlucht am Eingang des Südtiroler Schnalstals aufstieg.

Quelle: Uni Innsbruck

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30. Okt 2019 · News · Forschungsergebnis

Ursachen für Insektenrückgang auf Landschaftebene

Vom Artenschwund betroffen sind vor allem Wiesen in der Nähe von stark landwirtschaftlich genutzten Flächen. Foto: Dr. Ulrike Garbe, LfU Brandenburg

Die Ursachen für das beobachtete Insektensterben und den Artenschwund sind auf Landschaftsebene zu finden. Auf vielen Flächen tummeln sich heute etwa ein Drittel weniger Insektenarten als noch vor einem Jahrzehnt. Dies geht aus einer Untersuchung eines von der Technischen Universität München (TUM) angeführten internationalen Forschungsteams hervor. Vom Artenschwund betroffen sind vor allem Wiesen, die sich in einer stark landwirtschaftlich genutzten Umgebung befinden – aber auch Wald- und Schutzgebiete, berichten die Forschenden im Fachmagazin Nature (https://www.nature.com/articles/s41586-019-1684-3). Die Studie wurde in einem deutschlandweiten Verbundprojekt, den Biodiversitäts-Exploratorien, durchgeführt. Die offene Forschungsplattform wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) finanziert. Beteiligt waren Ökolog*innen der Universitäten Bern, Darmstadt, Düzce (Türkei), Freiburg, Göttingen, Marburg, Salzburg, TU München und Würzburg sowie des Max-Planck-Instituts für Biogeochemie in Jena und die Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL (Birmensdorf, Schweiz).

Quelle: TUM

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29. Okt 2019 · News · Forschungsergebnis

Bakterienbrand-resistente Reissorten und neuer Diagnose-Kit

Reis-Terrassen in Sapa, Vietnam: Reis ist die weltweit wichtigste Nahrungspflanze, die vor allem für die Ernährung in Asien und Afrika eine überlebenswichtige Rolle spielt. Foto: Sarah M. Schmidt, HHU

Das Healthy-Crops-Forschungskonsortium (http://www.healthycrops.org) entwickelt Werkzeuge, um Bakterienbrand von Reis zu bekämpfen. In der jüngsten Ausgabe der Fachzeitschrift Nature Biotechnology veröffentlichen das von Humboldt-Professor Wolf B. Frommer an der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) geleitete Team zwei Studien (DOI: https://doi.org/10.1038/s41587-019-0268-y und  https://doi.org/10.1038/s41587-019-0268-y), in denen sie sowohl neue, multiresistente Reissorten vorstellen als auch ein Diagnose-Kit, um neue Varianten des Krankheitserregers zu erkennen. Dieses Kit wurde speziell für Kleinbauern in Südasien und Afrika entwickelt.

Quelle: HHU

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25. Okt 2019 · News · Forschungsergebnis

Meeresalgen verdauen PET-Plastik mittels Bakterienenzym

Unterm Mikroskop schaut sie unscheinbar aus, die Kieselalge Phaeodactylum tricornutum; versehen mit einem Bakterienenzym, vermag sie auch zum Abbau von Plastik beizutragen. Foto: Rabea Meyberg, Uni Marburg

Ein Bakterienenzym versetzt Mikroalgen in die Lage, Plastikmüll im Salzwasser abzubauen. Das haben Marburger Zellbiologinnen und -biologen herausgefunden, indem sie Bakteriengene übertrugen und damit eine Kieselalge mit dem Enzym PETase versahen, das PET-Kunststoff abbaut. Das Team um den Marburger Nachwuchsgruppenleiter Dr. Daniel Moog veröffentlichte die Ergebnisse in der Fachzeitschrift Microbial Cell Factories (DOI: https://doi.org/10.1186/s12934-019-1220-z). Die Autorinnen und Autoren prüften, ob das abgesonderte Enzym tatsächlich PET und einen verwandten Kunststoff abbaut. Sie kultivierten zu diesem Zweck die Algen in Gefäßen, die zerkleinertes Plastik enthielten. Die Gruppe stellte fest, dass das Material Furchen und Löcher aufweist, wenn es dem Enzym ausgesetzt ist, das die Algen absondern; zurück bleiben harmlose Abbauprodukte.

Quelle: Uni Marburg

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