Wochenchronik: Pflanzenforschung und Botanik #51 (2021)

Einem internationalen Forschungsteam gelang es, global wirkende Faktoren zu erkennen, die die Vielfalt der Formen und Funktionen von Pflanzen hervorrufen. Unter der Leitung der Universität Zürich, des Max-Planck-Instituts für Biogeochemie in Jena sowie der Universität Leipzig, trugen die Forschenden weltweit Pflanzendaten zusammen und analysierten sie. Sie zeigen im Fachmagazin Nature Ecology and Evolution erstmalig für Merkmale wie Größe, Aufbau und Lebensspanne der Pflanzen, wie stark diese durch Klima- und Bodeneigenschaften bestimmt werden. Daraus abgeleitete Erkenntnisse könnten entscheidend sein, um Erdsystemmodelle hinsichtlich der Rolle von Pflanzenvielfalt zu verbessern.

Quelle: MPI für Biogeochemie

Die Nutzung genetischer Information ist für die moderne Pflanzenzucht unerlässlich geworden. Auch wenn die Sequenzierung der DNA seit der ersten Entschlüsselung des menschlichen Genoms im Jahr 2003 deutlich günstiger geworden ist, macht die Erhebung genetischer Informationen auch heute noch einen großen Teil der Kosten in der Tier- und Pflanzenzucht aus. Ein Trick, diese Kosten zu senken, besteht darin, nur einen sehr kleinen und zufällig ausgewählten Teil des Genoms zu sequenzieren und die verbliebenen Lücken mit mathematisch-statistischen Mitteln zu vervollständigen. Hierfür hat ein interdisziplinäres Forschungsteam der Universität Göttingen einen neuen methodischen Ansatz entwickelt, der in der Fachzeitschrift PLoS Genetics veröffentlich wurde. „Kernidee der Methode ist es, sogenannte Haplotypenblöcke, also längere Abschnitte im Genom, die in verschiedenen Pflanzen durch Vererbung sehr ähnlich sind, zu erkennen und diese Mosaikstruktur zur Komplettierung zu nutzen“, sagt Dr. Torsten Pook vom Zentrum für Integrierte Züchtungsforschung der Universität Göttingen.

Quelle: Uni Göttingen

Der tropische Schwimmfarn Salvinia molesta hat ausgeklügelte Strukturen, um auch bei starken Regenfällen das Wasser zügig von seinen Blättern abperlen zu lassen. So werden die an der Wasseroberfläche schwimmenden Blätter entlastet und vor allem die Spaltöffnungen für den Luftaustausch frei gehalten. So kann der Farn ungehindert Kohlendioxid aufnehmen für die Photosynthese. Das zeigt einsinterdisziplinäres Kooperationsprojekt zwischen Professor James Nebelsick und Dr. Dr. Wilfried Konrad aus den Geowissenschaften der Universität Tübingen und Dr. Anita Roth-Nebelsick vom Staatlichen Museum für Naturkunde Stuttgart in seinen Experimenten mit künstlichem Regen. Das Team verfolgte den Weg auf die Blätter aufklatschender Wassertropfen mit Hochgeschwindigkeitskameras. Die effizient an Regenfälle angepassten Blattstrukturen könnten zum starken Wachstum und der schnellen Ausbreitung des Schwimmfarns beitragen. Fern seiner Heimat Brasilien gilt er vielerorts als gefährliche invasive Pflanze, die andere Arten verdrängt. Die Ergebnisse publizierte das Team in der Fachzeitschrift Journal of the Royal Society Interface. Ein Video auf der Tübinger Website zeigt wie die Wassertropfen abprallen: https://www.pressefotos.uni-tuebingen.de/S4.mp4

Quelle: Uni Tübingen beim idw

Thymian und Oregano sind nicht nur beliebte Gewürzkräuter, sondern werden auch als Arzneipflanzen genutzt. Ihre ätherischen Öle enthalten die Substanzen Thymol und Carvacrol, die für das typische Aroma sorgen und medizinische Bedeutung haben. Ein Team der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) und der Purdue University in den USA hat nun erstmals lückenlos aufgeklärt, wie diese beiden Substanzen in den Pflanzen gebildet werden, und die Ergebnisse im Fachjournal Proceedings of the National Academy of Sciences dargelegt. Die Ergebnisse könnten dabei helfen, die Züchtung und pharmazeutische Nutzung beider Pflanzen zu verbessern.

Quelle: MLU

Pflanzen aus der Gruppe der Löffelkräuter haben sich während der Eiszeitalter der vergangenen zwei Millionen Jahre wiederholt schnell an ein sich veränderndes Klima angepasst. Ein Team von Evolutionsbiolog*innen und Botaniker*innen unter Leitung von Prof. Dr. Marcus Koch am Centre for Organismal Studies (COS) von der Universität Heidelberg haben anhand von genetischen Analysen untersucht, welche Faktoren die Anpassung an extreme klimatische Bedingungen begünstigten. Die evolutionäre Geschichte dieser sogenannten Kreuzblütler liefert Hinweise darauf, wie Pflanzen künftig mit den Auswirkungen des Klimawandels zurechtkommen könnten. Ihre Ergebnisse publizierte das Team im Fachjournal eLife.

Quelle: Uni Heidelberg

Über einen Zeitraum von zwei Jahren (November 2016 - November 2018) haben die Forschenden im Umfeld der ATTO Station die Emissionen biogener flüchtiger organischer Verbindungen (BVOC) von zehn Moos- und zehn Flechtenproben gemessen. Das Ergebnis: Flechten und Moose emittieren erhebliche Mengen an reaktiven Verbindungen vom Typ Sesquiterpenoid. Das sind Verbindungen mit 15 Kohlenstoffatomen (C15), die in einer Vielzahl von Formen angeordnet sind. Diese Moleküle reagieren schnell mit Ozon und bilden sauerstoffhaltige Verbindungen und Partikel in der Luft. „Wenn man die Menge der C15-Emissionen von Moosen und Flechten hochrechnet, kommt man auf ähnliche Emissionswerte wie bei den Bäumen“, zeigt sich Achim Edtbauer vom Max-Planck-Institut für Chemie immer noch erstaunt. Hochgerechnet auf die weltweite Fläche von tropischen Regenwäldern tragen Flechten und insbesondere Moose (– sie emittieren fast zehn Mal so viel wie die Flechten –) substantiell zu den globalen Emissionen von Sequiterpenoiden bei. „Da Flechten und Moose große Teile der Landoberfläche bedecken, könnten sie eine wichtige Rolle für den Austausch von natürlichen flüchtigen organischen Verbindungen (BVOCs) in Ökosystemen beziehungsweise weltweit spielen“, resümiert Bettina Weber, Expertin für Kryptogame und Professorin an der Universität Graz. Ihre Ergebnisse publizierte das Team im Fachmagazin Nature Earth and Environment.

Quelle: MPI  für Chemie

Der KlarText-Preis für Wissenschaftskommunikation geht in die nächste Runde und lädt alle Promovierte ein sich für den Preis zu bewerben, die eine sehr gute Doktorarbeit geschrieben haben und einem nicht-wissenschaftlichen Publikum erklären, was sie in ihrer naturwissenschaftlichen Doktorarbeit erforscht haben. Den Preisträgerinnen und preisträgern winken 7.500 Euro je Fachgebeit. Das Besondere: Alle gewinnen! Denn alle Bewerberinnen und Bewerber erhalten die Möglichkeit – ganz unabhängig von ihrer Platzierung – an einem zweitägigen „Workshop Wissenschaftskommunikation” vom Nationalen Institut für Wissenschaftskommunikation (NaWik) teilzunehmen. Deadline des Preises der Klaus Tschira Stiftung gGmbH ist der 28. Februar 2022.

Quelle: Klartext-Preis

Gegen zwei aufeinanderfolgende heiße Dürrejahre war der Leipziger Auwald nicht gewappnet. Das Dürrejahr 2018 konnten die Bäume noch teilweise verkraften. Allerdings häuften sie die andauernden Schäden durch den Trockenstress an und ihr Wachstum brach im zweiten Dürrejahr 2019 je nach Baumart um 9 bis 42 Prozent im Vergleich zu klimatisch normalen Jahren ein. Dies ist das Ergebnis einer Studie, die ein Team unter der Leitung des Deutschen Zentrums für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) in der Fachzeitschrift Global Change Biology veröffentlicht hat. Die Studie könnte helfen, die Reaktion von Wäldern auf den Klimawandel besser zu verstehen und vorherzusagen.

Quelle: iDiv

Der Klimawandel wirkt sich unterschiedlich auf die ober- und unterirdischen Teile von Pflanzen aus. Das zeigt eine Studie von einer internationalen Forschungsgruppe, an der auch Madhav P. Thakur von der Universität Bern beteiligt war, die sie im Fachjournal Nature Climate Change publizierten. "Diese Ergebnisse werden die ökologische Forschung zum Klimawandel erheblich voranbringen, weil sie die Bedeutung der Phänologie der Pflanzenwurzeln verdeutlichen", resümiert Madhav P. Thakur. Er war überrascht von der Häufigkeit und Regelmässigkeit der phänologischen Ungleichgewichte: "Die Pflanzenphänologie ist nicht nur für Pflanzen wichtig, sondern auch für Pflanzenfresser und Mikroorganismen, da diese von Pflanzen abhängig sind. Wenn sich der Klimawandel unterschiedlich auf die ober- und unterirdischen Nahrungsketten auswirkt, wird dies dramatische Veränderungen in den Ökosystemen zur Folge haben", befürchtet Thakur.

Quelle: Uni Bern

Wie unterschiedliche Wassertemperaturen und Versauerungsraten den Blasentang in allen vier Jahreszeiten beeinflusst, haben Angelika Graiff und Ulf Karsten von der Universität Rostock untersucht. Wie sie im Fachjournal Biology über den ökologisch wichtigsten Biomasseproduzenten und Lebensraumbegründer der Ostsee
berichten, können sommerliche Hitzewellen das dauerhafte Vorkommen dieser Braunalge in der Ostsee einschränken.

Quelle: Uni Rostock

Der pflanzliche Wirkstoff Anemonin könnte neue Ansätze zur Behandlung von Malaria liefern. Forschende aus Äthiopien und Deutschland fanden ihn im Hahnenfußgewächs Ranunculus multifidus, das in einigen afrikanischen Ländern traditionell als Heilpflanze bei Malaria gebraucht wird. Extrakte der Pflanze linderten die Symptome von infizierten Mäusen deutlich, wie das Team der Arba Minch University (AMU), der Addis Ababa University (AAU) und der Martin-Luther-Universität Halle–Wittenberg (MLU) in einer am 10. Dezember veröffentlichten Studie im Fachjournal Molecules berichtet.

Quelle: MLU

Was sollten Sie als Forschende und Innovatoren über die Mission „Adaptation to Climate Change“ wissen? Wie können Sie sich beteiligen? Die Nationale Kontaktstelle Klima, Energie Mobilität (NKS KEM) stellt Ihnen am 25. Januar 2022 diese Informationen vor. Einer der Schwerpunkte der Veranstaltung liegt dabei auf den konkreten Fördermöglichkeiten im Rahmen des aktualisierten Arbeitsprogramms 2021. Die Mission „Klimaanpassung“ verfolgt große übergeordnete Ziele. Bis 2030 soll Europa zum einen auf die Bewältigung des Klimawandels vorbereitet sein und zum anderen über innovative Lösungen für gesellschaftliche Veränderungen verfügen. Konkrete Informationen zu den Ausschreibungen und Beteiligungsmöglichkeiten erhalten Sie am 25. Januar 2022 um 10 Uhr. Anmeldung für das Webinar ist erforderlich.

Quelle: NKS