Wochenchronik: Pflanzenforschung und Botanik #10 (2021)

Zwei aktuelle, gleichzeitig publizierte Arbeiten eines internationalen Forscherteams liefern neue Erkenntnisse über Immunantworten von Pflanzen auf Bakterien. Die beiden Artikel verändern grundlegend die Art und Weise, wie die Wissenschaft bisher die Beziehung einer bakteriellen Antigenkomponente zu ihrem pflanzlichen Immunrezeptor betrachtet hat. Die in der Zeitschrift Cell Host & Microbe veröffentlichten Arbeiten (https://doi.org/10.1016/j.chom.2021.02.008 und https://doi.org/10.1016/j.chom.2021.02.006) decken einen koevolutionären Mechanismus zwischen Bakterien und Pflanzen auf und erklären auch komplexe Immunantwortmuster, die in freier Wildbahn beobachtet werden. Beteiligt waren Forscherinnen und Forscher des Wiener Gregor Mendel Instituts für molekulare Pflanzenbiologie der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (GMI), der University of North Carolina at Chapel Hill (UNC-Chapel Hill) und des Howard Hughes Medical Institute (HHMI) (beide USA).

Quelle: GMI

Ein internationales Team von Wissenschaftler*innen um Fridgeir Grímsson von der Universität Wien sowie Erstautorin Sonja Wedmann von Senckenberg hat eine bisher unbekannten fossile Fliegenart gefunden, die aus alten Seesedimenten der Grube Messel stammen, einem UNESCO-Weltkulturerbe in Deutschland. Im Magen des fossilen Insekts wiesen die Forscher*innen Pollen von verschiedenen Pflanzen nach, die seltene Einblicke in das Fressverhalten, die damalige Ökologie und die Rolle der Fliege als Bestäuberin ermöglichen. Die am häufigsten im Bauch vorkommenden Pollen stammten von Decodon (Wasserweide) und Parthenocissus (Wilder Wein oder Jungfernrebe). Die Studie publizierte das Team in der Fachzeitschrift Current Biology.

Quelle: Uni Wien

Totholz spielt im Wald eine wichtige Rolle. Wie viel davon sollte liegen bleiben, um die Biodiversität zu fördern, hat PD Dr. Simon Thorn von der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) erforscht nun den mit mit 6.000 Euro dotierten "Thurn und Taxis Förderpreis für die Forstwissenschaft" erhalten. Thorn entwickelte eine einfache Faustregel: Werden 75 Prozent eines betroffenen Waldgebietes nicht aufgeräumt, bleiben 90 Prozent des Artenreichtums erhalten. Werden 50 Prozent aufgeräumt, bleiben immerhin noch 75 Prozent der Arten erhalten. „Ein gewisser Teil von gestörten Flächen sollte immer von Aufräumaktionen ausgeschlossen werden“, sagt Thorn. Denn das komplette Aufräumen im Wald sei nichts anderes als eine weitere Störung, die sich negativ auf die Biodiversität auswirke. Welche Organismengruppen am stärksten davon betroffen sind, beschreibt Thorn ebenfalls in seinen Publikationen.

Quelle: Uni Würzburg

Pflanzen der Ackerschmalwand Arabidopsis thaliana bilden bei Schädlingsbefall Beta-Cyclocitral. Dieses flüchtige Signalmolekül verstärkt die Verteidigung während es die Bildung wachstumsrelevanter Stoffe hemmt, indem es den MEP-Stoffwechselweg verlangsamt. Das berichten Forschende vom Jenaer Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in der Fachzeitschrift PNAS. Da der Methylerythritol-4-Phosphat-Weg (MEP) nur in Pflanzen und Mikroorganismen vorkommt, nicht aber in Tieren, eröffnen Kenntnisse über ein Signalmolekül wie Beta-Cyclocitral neue Möglichkeiten zur Entwicklung von Pflanzenschutzmitteln oder antimikrobiellen Wirkstoffen, die diesen Signalweg blockieren.

Quelle: MPI für chemische Ökologie

Damit Wasser nicht noch knapper wird, als es ohnehin vielerorts ist, ist bei Biomasseplantagen nachhaltiges Wassermanagement nötig. Dies zeigt eine neue Studie. Wenn der Anbau von Pflanzen für die Energiegewinnung in Kraftwerken mit unterirdischer Speicherung des CO₂ aus den Abgasen kombiniert wird, gilt er oft als eine der Möglichkeiten, Treibhausgasemissionen zu reduzieren und die Pariser Klimaziele zu erreichen. Doch der Anbau von Bioenergieplantagen im großen Stil benötigt weltweit nicht nur viel Land, sondern auch erhebliche Mengen an Wasser für die Bewässerung – was im Widerspruch mit der Einhaltung der Planetaren Belastungsgrenzen stehen kann. Forschende u.a. des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK) berechneten nun in den bisher detailliertesten Computersimulationen, wie viel zusätzlicher Wasserstress für die Bevölkerung weltweit in einem Szenario mit konventioneller Bewässerung und einem mit nachhaltiger Wassernutzung entstehen könnte. Ihre Ergebnisse publizierten sie im Fachjournal Nature Climate Change.

Quelle: PIK

Trockenheit, Hitze und Schädlingsbefall: Der Klimawandel bedroht die Wälder in Deutschland und stellt das Waldmanagement vor große Herausforderungen. Unterstützung kommt jetzt von einem gemeinsamen Projekt des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der EDI GmbH, einem Spin-off des KIT. Gemeinsam mit Partnern aus Forstwirtschaft und Forstwissenschaft entwickeln sie das Assistenzsystem EDE 4.0, das Försterinnen und Förstern mit Künstlicher Intelligenz (KI) dabei hilft, den Wald zu erhalten und ihn nachhaltig zu bewirtschaften.

Quelle: KIT