Wochenchronik: Pflanzenforschung und Botanik #3 (2022)

Die globalen Verbreitungsmuster von Flechten-Lebensgemeinschaften sind nicht nur ein Effekt interner evolutionärer Prozesse. Sie sind offenbar das Ergebnis einer durch Umweltfaktoren gesteuerten Selektion über die Produktion von sogenannten Flechtenstoffen. Ein interdisziplinäres Forschungsteam korrelierte mit Beteiligung des SNSB IT-Zentrums die Forschungsdaten von über 10.000 Flechtenarten aus unterschiedlichen Informationssystemen. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler*innen bereits im November in der Fachzeitschrift Ecology Letters.

Quelle: SNSB

Paläobotanik wird im Museums-Podcast des Hessischen Landesmuseums Darmstadt thematisiert. Die Gesprächspartner tauchen tief in die Erdgeschichte ein und springen gedanklich in Zeitalter, die 15 oder sogar 50 Millionen Jahre zurückliegen. Erstmalig nehmen damit zwei Naturwissenschaftler auf dem "Grünen Sofa" Platz. Der in Island geborene Geologe und Paläobotanikiker Friðgeir Grímsson, der nun eine Position im Department für Botanik und Biodiversitätsforschung an der Universität Wien bekleidet, und sein Interviewpartner Dr. Torsten Wappler, der die jährlichen Grabungen im UNESCO-Welterbe Grube Messel für das Hessische Landesmuseum Darmstadt leitet. Gerade die akribische wissenschaftliche Erforschung fossiler Pollen und Insekten vermag das Bild von den damals vorherrschenden Ökosystemen, den Vegetationszonen und klimatischen Bedingungen differenzierter als große tierische Fossilien zu zeichnen, um Rückschlüsse über die Evolution der gesamten Tier- und Pflanzenwelt auf der Erde ableiten zu können – nicht minder der Vergleich mit heute lebenden Arten. Dank modernster Technik ist es überhaupt möglich, in diesen Mikrokosmos vorzudringen, die fossilen Pollen aufzuspüren und sie für die weitere Bearbeitung zu extrahieren. Wie genau das alles funktioniert, auf welche Erfahrungen sich Friðgeir Grímsson dabei stützen kann, die er u. a. während seiner Expeditionen auf der Vulkaninsel Island sammelte, und welch außergewöhnliche Rolle menschliche Nasenhaare in der Paläobotanik spielen, behandelt diese Folge.

Quelle: Hessisches Landesmuseum Darmstadt (pdf)

In Westafrika gehört Blattgemüse als Beilage zu vielen Gerichten wie dem gestampften Yams im Süden der Region. In Zusammenarbeit mit Chemikern der Universität Bristol ist Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Goethe-Universität Frankfurt nun der Nachweis gelungen, dass die Ursprünge solcher Gerichte 3500 Jahre zurückreichen, wie sie im Fachjournal Archaeological and Anthropologial Sciences schildern. Dazu hatten die Forschenden mehr als 450 Töpfe aus prähistorischer Zeit wurden untersucht, 66 von ihnen enthielten Reste von Lipiden. Mehr als ein Drittel der 66 Lipidprofile zeigten sehr unterschiedliche und komplexe Verteilungsmuster – ein Hinweis darauf, dass hier verschiedene Pflanzen und Pflanzenteile verarbeitet wurden.

Quelle: Uni Frankfurt

Das Zellvolumen von Mikroalgen im niedersächsischen Wattenmeer hat sich zwischen 2006 und 2019 um 30 Prozent verringert. Insbesondere Diatomeen (Kieselalgen), waren von dieser Schrumpfung betroffen. Das berichtet ein Team um den Biodiversitätsexperten Prof. Dr. Helmut Hillebrand vom Institut für Chemie und Biologie des Meeres an der Universität Oldenburg (UOL) in der Fachzeitschrift Limnology and Oceanography. Der langjährige Trend könnte dem Team zufolge auf steigende Temperaturen und einen sinkenden Gehalt des Nährstoffs Phosphor in der Nordsee zurückgehen. Die abnehmende Zellgröße der einzelligen Algen könne ein Indikator für Veränderungen in der Lebensgemeinschaft insgesamt sein, so die Forschenden.

Quelle: UOL

Waldbäume senden bei Befall durch Pflanzenfresser Duftstoffe aus. Damit locken sie räuberische Insekten und sogar Vögel an und befreien sich so von ihren Plagegeistern. Was bislang nur in Laborexperimenten nachgewiesen worden war, konnten Forschende unter Leitung des Deutschen Zentrums für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv), der Friedrich-Schiller-Universität Jena und der Universität Leipzig nun erstmals im natürlichen Lebensraum zeigen – im Kronendach des Leipziger Auwalds. Die chemischen Hilferufe bestimmen sogar die Zusammensetzung der Insektengemeinschaft im Blätterdach, berichten die Forschenden im Fachjournal Ecology Letters. Dieses Wissen kann künftig für die natürliche Schädlingsbekämpfung in Land- und Forstwirtschaft nützlich sein.

Quelle: iDiv

Das LOEWE-Zentrum für Translationale Biodiversitätsgenomik (TBG) hat sich zum Ziel gesetzt, die genetische Basis der biologischen Vielfalt zu erschließen, um sie für die Grundlagen- und angewandte Forschung zu nutzen. Auch für den Schutz der Artenvielfalt ist es unumgänglich, diese zu erkennen, zu verstehen und zu dokumentieren. Die Wissenschaftler*innen am TBG untersuchen Pflanzen und Tiere, Pilze und Flechten, um der Entwicklung und den Anpassungen nicht nur einzelner Gene und Arten, sondern auch gesamter Ökosysteme auf die Spur zu kommen. Ab Januar 2022 fördert das Land Hessen das von mehreren hessischen Wissenschaftsinstitutionen gegründete LOEWE-Zentrum TBG für weitere drei Jahre mit insgesamt rund 15,6 Millionen Euro. Hinzu kommt eine Förderung für Baumaßnahmen in Höhe von rund 2,6 Millionen Euro.

Quelle: Senckenberg

Wie können für den Klimaschutz vernässte Moorböden von Landwirt*innen weiter genutzt werden und dabei ökonomisch attraktiv bleiben? Das wird in den nächsten zehn Jahren im Rahmen des Projekts KlimaFarm entwickelt und erprobt. Im Verbund entwickeln hochkarätige Akteure aus Schleswig-Holstein in einem Pilotvorhaben eine ökonomisch und ökologisch tragfähige Nassgrünland-Bewirtschaftung auf Moorböden. Die sogenannte Paludikultur soll Landwirt*innen eine attraktive Alternative bieten, die neue Wertschöpfung mit den beiden größten Herausforderungen unserer Zeit, den Kampf gegen den Klimawandel und den Schutz der Biodiversität, verbindet. Ziel ist es, dass sich Landwirt*innen vermehrt für diese Nassbewirtschaftung entscheiden, dafür den Wasserstand auf ihren Moorböden erhöhen und mit neuen Produkten Geld verdienen. Damit könnten jedes Jahr viele tausend Tonnen CO₂-Emissionen aus den Moorböden vermieden werden. Gut fürs Klima und eine neue Perspektive für die Landwirtschaft.
Das Projekt hat ein Gesamtvolumen von 15,5 Millionen Euro, das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz (BMUV) fördert das Vorhaben mit insgesamt rund 12,4 Millionen Euro. Durchführen wird es die Stiftung Naturschutz Schleswig-Holstein zusammen mit der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) unter Einbeziehung weiterer Partner.

Quelle: CAU

Für seine Forschung zum Thema "Roggen im Stresstest" richtet der Pflanzenforscher Dr. Steven Dreissig ab sofort eine Emmy Noether-Nachwuchsgruppe an der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) ein. Dreissig wird die Auswirkungen von Nährstoffmangel auf die genetische Vielfalt in Roggenpflanzen untersuchen und befasst sich mit dem Zusammenspiel von Umweltbedingungen, insbesondere Nährstoffmangel, und der meiotischen Rekombination. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert die Arbeit des Wissenschaftlers mit bis zu 1,8 Millionen Euro.

Quelle: MLU

Nicht zuletzt die COVID-19-Pandemie hat gezeigt, wie wichtig der Austausch global verfügbarer, digitaler Sequenz-Informationen (DSI) beziehungsweise Nukleotidsequenzdaten (NSD) ist. Forschende des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) und des Leibniz-Instituts DSMZ-Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH haben nun untersucht, wie solche Daten bisher aufbereitet und genutzt werden. Demnach greift ein einfaches Modell einer ausschließlichen Anbieter-Nutzer-Beziehung viel zu kurz. Die vereinfachte Vorstellung, nach der Länder mit einer großen biologischen Vielfalt nur Zugang zu genetischen Ressourcen gewähren und die Wissenschaft nur in den reichen Staaten diese Daten nutzt und eine Wertschöpfung erzielt, ist nicht länger haltbar. "Viele glauben, es läuft wie eine Einbahnstraße. Aber das ist falsch. Es ist eine Art Kreisverkehr mit Zufahrten und Abfahrten“, sagt Dr. Amber Hartman Scholz vom Leibniz-Institut DSMZ und Erstautorin einer der beiden Studien im Journal Giga Science veröffentlichten Studien. „Die Nutzung von DSI von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern in den Herkunftsländern ist viel starker als wir erwartet haben. Wir schätzen, es ist gerade dieses offene DSI-Ökosystem, das dazu führt, dass DSI in Ländern mit einem eher niedrigen Bruttoinlandsprodukt stärker genutzt werden als gedacht", sagt die DSMZ-Forscherin. „Deshalb sollten alle politischen Entscheidungen darauf abzielen, den offenen Zugang zu diesem wichtigen Gemeingut zu erhalten.“ „Neue Entdeckungen in den Lebenswissenschaften sind auf offen zugängliche Daten angewiesen", sagen Dr. Matthias Lange von der Arbeitsgruppe „Bioinformatik und Informationstechnologie“ am IPK und Hauptautor der zweiten Studie im Journal Giga Science und Dr. Guy Cochrane, Leiter des Europäischen Nukleotid-Archivs am EMBL-EBI. Gemeinsam appellieren Dr. Amber Hartman Scholz, Dr. Guy Cochrane und Dr. Matthias Lange an die politischen Entscheidungstragenden, auch künftig den freien Zugang zu den digitalen Sequenzinformationen zu erhalten.

Quelle: IPK (pdf)

Einem Forschungsteam der Leibniz Universität Hannover (LUH) ist es jetzt gelungen, Einblicke in das Genom der weißbeerigen Mistel (Viscum album) zu gewinnen. Die Mistel ist eine halbparasitische immergrüne Blütenpflanze, die auf Ästen verschiedener Bäume wächst und sich nicht nur durch einen ganz besonderen Lebenszyklus auszeichnet, sondern auch wegen ihrer Inhaltsstoffe bekannt ist, die in der Humanmedizin ihren Einsatz finden. Das Genom der Mistel konnte bisher jedoch aufgrund seiner exzeptionellen Größe mit rund 90 Milliarden Nukleotiden nicht analysiert werden, das ist etwa 30-mal größer als das Genom des Menschen. Daher untersuchten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler um Lucie Schröder (M. Sc.), Prof. Hans-Peter Braun und Prof. Helge Küster vom Institut für Pflanzengenetik der LUH die Transkripte des Genoms. Insgesamt konnten die Forschenden auf diese Weise mehr als 39.000 Gensequenzen der Mistel aufklären und die entsprechenden Proteinsequenzen vorhersagen. „An Parasiten und Halbparasiten kann man viel lernen, da sie nicht alle Lebensprozesse selbst ausführen müssen“, erläutert Prof. Hans-Peter Braun. „Wenn bestimmte Strukturen fehlen, wird klarer, wofür diese gut sind und wie sie genau funktionieren.“ Die Mistel hat beispielsweise einen besonderen Atmungsmechanismus, dessen Untersuchung auch zu einem besseren Verständnis von Fehlfunktionen der Atmungskette bei Mensch und Tier bei Erkrankungen beitragen könnte. Die Pflanze eroberte daraufhin das Titelbild der britischen Fachzeitschrift The Plant Journal.

Quelle: LUH

Ein Symposium vom 20. bis 22. Juni 2022 will in Warstein führende Stimmen aus Wirtschaft, Wissenschaft und Politik zusammenbringen. Es wird diskutieren, wie kann sich der Wald selbst regenerieren? Oder muss der Mensch dabei nachhelfen? Wie wird der Wald der Zukunft in Anbetracht der großen klimatischen Herausforderungen aussehen und welche Rolle spielen dabei die Forstwirtschaft und Holzindustrie? Diese Fragen beschäftigen nicht nur die Wissenschaft, sondern auch die interessierte Bevölkerung. Die Meinungen dazu liegen nicht selten weit auseinander und angesichts der Sorge um „unseren“ Wald wird mitunter leidenschaftlich in der Wissenschaft und in den Medien diskutiert. Als Referent*innen haben unter anderem zugesagt:

• Professor Dr. Hans-Joachim Schellnhuber, Mitbegründer des Potsdamer Instituts für Klimafolgenforschung
• Professor Dr. Christian Ammer (Lehrstuhl für Waldbau und Waldökologie der Universität Göttingen)
• Professor Dr. Andreas Bolte, Leiter des Thünen-Instituts für Waldökosysteme in Eberswalde
• Dr. Jeanette Blumröder, Lehrstuhl Naturschutz, Hochschule für nachhaltige Entwicklung Eberswalde

Die wissenschaftliche Schirmherrschaft des Symposiums übernimmt der wissenschaftliche Beirat von Aktion Baum, das so genannte Brain Board: Prof. Bill Hansson (Max-Planck-Institut für chemische Ökologie, Jena), Dr. Sigrid Netherer (Universität für Bodenkultur Wien), Prof. Carola Paul (Georg-August-Universität Göttingen) und Dr. Henrik Hartmann (Max-Planck-Institut für Biogeochemie, Jena).

Quelle: MPI für Biogeochemie