Wochenchronik: Pflanzenforschung und Botanik KW #4 (2024)

Seegräser entwickelten sich vor etwa 100 Millionen Jahren in drei unabhängigen Linien aus ihren im Süßwasser vorkommenden Vorfahren und sind die einzigen vollständig unter Wasser lebenden marinen Blütenpflanzen. Der Wechsel in eine so radikal andere Umgebung ist ein seltenes evolutionäres Ereignis – und er dürfte nicht einfach gewesen sein. Wie gelang den Seegräsern dieser Schritt? Neue hochqualitative Genome für drei Arten liefern Hinweise, die für den Erhalt von Seegras-Ökosystemen und deren nachhaltige Nutzung von Bedeutung sind, zeigt eine Studie im Fachmagazin Nature Plants. Dazu hatten eine internationale Gruppe von 38 Forschenden - darunter Professor Thorsten Reusch vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel, drei der wichtigsten Seegras-Arten untersucht: das ikonische, nur im Mittelmeerraum vorkommende Neptungras (Posidonia oceanica), das weit verbreitete Kleine Neptungras (Cymodocea nodosa) und das in der Karibik endemische Schildkrötengras (Thalassia testudinum). Anschießend verglichen sie Genfamilien und genomische Modifikationen, die mit strukturellen und physiologischen Anpassungen verbunden sind: Seegräser haben sich nur drei Mal aus ihren Süßwasser-Vorfahren entwickelt – mit 84 zugehörigen Arten. Die Seegräser waren in der Lage, radikale Anpassungen durch Genomverdopplung vorzunehmen, wie sie oft mit starkem Umweltstress verbunden sind. Die drei unabhängigen Seegras-Linien haben demnach ihr gesamtes Genom vor etwa 86 Millionen Jahren verdreifacht. Die Ergebnisse ermöglichen es jetzt, experimentelle und funktionelle Studien voranzubringen, die für ein transformatives Management und die Wiederherstellung von Seegras-Ökosystemen besonders wichtig sind. Sie sind eine enorme Ressource für die Forschungsgemeinschaft, um auch die zukünftige Anpassungsfähigkeit von Seegras-Ökosystemen zu verstehen und möglicherweise gezielt zu erhöhen.

Quelle: GEOMAR

Erstmals haben Forschende von einem Großteil der historischen Parks und Gärten in Deutschland die Schäden an Gehölzen infolge des Klimawandels erfasst: demnach geht es 59 Prozent aller Bäume schlecht. Der Parkschadensbericht liefert eine Grundlage, um zielführend an einer Strategie zur Erhaltung dieses wichtigen Kulturgutes arbeiten zu können. Die Forschenden der TU Berlin haben für den Parkschadensbericht Datensätze von 62 Parkanlagen aus 11 Bundesländern ausgewertet, dazu gehören u.a. der Park von Sanssouci, der Park von Schwetzingen und der Englische Garten in München. Die Studie „Modellvorhaben Parkschadensbericht. Zustandserfassung der Schäden an Gehölzen in historischen Parks in Deutschland infolge des Klimawandels“ wurde von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) gefördert. Die Ergebnisse liegen als Zusammenfassung für die Presse bereit.

Quelle: TU Berlin

Die Hauptachsen von Gefäßpflanzen wie Gerste bestehen aus sich wiederholenden Grundeinheiten, sogenannten Phytomeren. Jeder Phytomer besteht aus einem Knoten, einem Seitenzweig und einem Internodium, dem Abschnitt zwischen zwei Knoten. Die Bildung der Knoten und die Verlängerung der Internodien sind dabei von entscheidender Bedeutung für die Fitness der Pflanze und ihren Ernteertrag; wie diese beiden Prozesse ablaufen, ist bisher aber weitestgehend unbekannt. Ein internationales Forscherteam unter Leitung des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) hat die Muster der Knotenbildung und der Internodienverlängerung deshalb systematisch untersucht. „Durch die Messung von 15.000 Datenpunkten, die die Länge und Anzahl der Phytomere von 2.500 Gerstenpflanzen mit großer genetischer Vielfalt repräsentieren, haben wir ein bisher nicht bekanntes Verlängerungsmuster für die Internodien entlang der Hauptachse aufgedeckt“, sagt Dr. Yongyu Huang, Erstautor der Studie, die jetzt im Journal Molecular Biology & Evolution veröffentlicht wurde.

Quelle: IPK (pdf)

Ursprünglich sehr unterschiedliche Lebensräume werden weltweit immer ähnlicher durch den Einfluss des Menschen. Dies zeigen Wissenschaftler*innen einer internationalen Forschungskooperation in der Zeitschrift Nature Ecology & Evolution. „Die Welt verliert ihre Vielfalt“, sagt der Geoökologe Prof. Dr. Manuel Steinbauer von der Universität Bayreuth. „Wir belegen dieses Phänomen anhand von Inseln im Pazifik, auf denen sich mit der Ankunft des Menschen die Pflanzenzusammensetzung zwischen verschiedenen Inseln angeglichen hat. Mit der Zeit ähneln sich die Inseln immer stärker, wodurch die Biodiversität insgesamt abnimmt.“ Hauptursachen für diesen Trend sind den Forschenden zufolge menschliche Aktivitäten wie die Veränderung von Ökosystemen, die Einführung nicht-einheimischer Pflanzen- und Tierarten und dadurch das Aussterben oder Verschwinden einheimischer Arten.

Quelle: Universtität Bayreuth

Ingenieur*innen der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg wollen in einem europäischen Forschungsverbund das erste Bildgebungsverfahren für Pflanzen entwickeln. Dies soll frühzeitig Anzeichen von durch Trockenheit oder Nährstoffmangel ausgelöste Stressfaktoren bei Ackerpflanzen erkennen. Im Rahmen des europäischen Forschungsverbundprojektes A portable in-field plant PET/MRI technology for the early crop stress detection Agri-PET/MRI wird unter Federführung des Forschungscampus STIMULATE an der Universität Magdeburg der Prototyp einer mobilen Messplattform entstehen, die erstmals die Möglichkeiten der Magnetresonanztomografie (MRT) mit denen der Positronen-Emissions-Tomografie (PET) für die Pflanzenforschung verbindet.

Quelle: Uni Magdeburg

Vor dem Hintergrund immer unverhohlener antidemokratischer Bestrebungen und damit verbundener Menschenverachtung betont das Präsidium der Hochschulrektorenkonferenz (HRK) klar und eindeutig: Freiheitliche Demokratie und Rechtsstaatlichkeit sind die unverrückbaren Säulen unseres Landes und seiner Institutionen. Sie sind auch wesentliche Voraussetzung für die Existenz eines wettbewerbsfähigen und international kompatiblen deutschen Hochschulsystems. Der umfassende rechtliche Schutz der Wissenschaftsfreiheit, wie ihn unser Grundgesetz vorsieht, ist die Basis für den Erfolg unserer Wissenschaft. Wissenschaftler*innen müssen Forschungsthemen frei wählen und bearbeiten können. Forschung und Lehre dürfen nicht zu politischen Zwecken instrumentalisiert werden. Nur so entfaltet Wissenschaft ihr ganzes Potenzial für Wirtschaft und Gesellschaft.  

Quelle: HRK

Landpflanzen sind in ihren Bauplänen extrem vielfältig. Von allen Organismen, die Photosynthese betreiben, sind sie in ihren Formen und Strukturen am komplexesten. Mit ihnen eng verwandte Grünalgen sind einfacher gebaut: Die Lebewesen mancher Arten bestehen nur aus einer Zelle, andere Arten sind mehrzellig und etwa fadenförmig oder verzweigt. Wie hat sich die morphologische Komplexität im Laufe der Evolution herausgebildet? Dem sind Forschende unter Leitung der Universität Göttingen bei der Gruppe der Streptophyten auf den Grund gegangen, zu denen die Landpflanzen und viele Grünalgen gehören. Wie sie  in der Fachzeitschrift Current Biology schildern, kam dabei ein neuer Stammbaum heraus, der die Algen in drei Ordnungen gruppiert und neue Hinweise zu ihrem Ursprung gibt. Mit modernen Methoden blickten sie weit in die Vergangenheit und untersuchten Vorfahren, die lange vor den ersten Landpflanzen entstanden sind. Die neuen Erkenntnisse präzisieren die Verwandtschaftsverhältnisse in einer Gruppe von Grünalgen und datieren das Aufkommen des ältesten mehrzelligen Vorfahren auf fast eine Milliarde Jahre zurück. Dazu hatten sie Algen der Klebsormidiophyceae verwendet, die verschiedene Lebensräume besiedeln: aus den heißesten bis zu den kältesten Regionen, von der Atacama-Wüste bis zur Antarktis, aus Bächen, Flüssen, Seeufern, Mooren und Bergbaufolgelandschaften, von Boden, Felsen, Baumrinde, Sanddünen, Stadtmauern und Gebäudefassaden.

Quelle: Uni Göttingen