Wochenchronik: Pflanzenforschung und Botanik KW #10 (2024)

Ob sich die chemische Verteidigung von Pflanzen verändert, wenn sie sich in neuen geographischen Regionen etablieren, hat ein internationales Team von Forschenden analysiert. Gewächshausversuche mit Populationen des Spitzwegerichs (Plangato lanceolata) aus verschiedenen Ländern und Kontinenten, zeigten, dass eingewanderte bzw. eingeführte Spitzwegerich-Populationen unter Berücksichtigung von Klimafaktoren ihres Lebensraums eine höhere chemische Abwehrkraft aufwiesen, ohne dass ihr Wachstum beeinträchtigt war. Das zeigen die Arbeitsgruppen um Sybille Unsicker von der Universität Kiel und ehemalige Gruppenleiterin am Max-Planck-Institut für chemische Ökologie (MPI-ICE) und Christiane Roscher, die am Umweltforschungszentrum UFZ und dem Deutschen Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung iDiv forscht. Die im Fachjournal Functional Ecology veröffentlichten Ergebnisse widerlegen gängige Theorien und belegen, wie schwierig es ist, allgemeingültige Annahmen in der Ökologie zu formulieren.

Quelle: MPI-ICE

Regierungen suchen weltweit neue Ansätze, um den Nutzen und Wert von Ökosystemen angemessen zu bewerten. Dies soll helfen, die Konsequenzen von Naturzerstörung in politischen Entscheidungsprozessen sichtbarer zu machen. Ursprünglich im Auftrag der britischen Regierung hat ein internationales Forschungsteam unter der Leitung von Prof. Dr. Moritz Drupp von der Universität Hamburg vom Exzellenzcluster Climate, Climatic Change, and Society (CLICCS) nun einen neuen Berechnungsansatz vorgeschlagen. In bisherigen Rechenmethoden wird lediglich der heutige finanzielle Gegenwert von Ökosystemdienstleistungen einbezogen. Tatsächlich aber steigt die Wertschätzung für Natur mit der Zeit. „Unsere Studie stellt Regierungen eine Formel zur Verfügung, mit denen die zukünftigen Werte von knappen Ökosystemdienstleitungen abgeschätzt und in Entscheidungen berücksichtigt werden können“, so Drupp. Zwei Faktoren bestimmen diese Wertanpassung maßgeblich. Werden diese Faktoren berücksichtigt, muss der Wert von Ökosystemdienstleistungen in heutigen Kosten-Nutzen-Analysen sehr viel höher angesetzt werden; nach der neu entwickelten Formel allein um mehr als 130 Prozent, wenn lediglich das steigende Einkommen über die kommenden 100 Jahre berücksichtig wird. Die Wertanpassung für schrumpfende Ökosysteme fällt nochmals höher aus. Die neue Formal mit Beteiligung der Uni Leipzig stellen die Forschenden im Fachmagazin Science vor.

Quelle: Uni Hamburg

Ob eine Steigerung der Baumartenvielfalt als Anpassungsstrategie aus forstbetrieblicher Perspektive auch unter kurzfristigeren extremen Wetterereignissen vielversprechend ist, hat ein interdisziplinäres Forschungsteam der Universität Göttingen, der Nordwestdeutschen Forstlichen Versuchsanstalt und dem Natural Resources Institute Finland (Luke) nun untersucht. Die Ergebnisse offenbaren ein Investitionsrisiko: Weil eine Pflanzung und Pflege vielfältiger Wälder teurer ist, werden die Kosten für die Wiederbewaldung oft nicht mehr durch die spätere Holznutzung gedeckt, wenn Störungen das Wachstum der Bäume frühzeitig beenden. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift Scientific Reports erschienen.

Quelle: Uni Göttingen

Eine besondere Organisation der Photosynthese zeigt die einzellige Meeresalge Prorocentrum cordatum, die auch in Algenblüten vorkommt. Ein Forschungsteam um den Mikrobiologen Prof. Dr. Ralf Rabus von der Universität Oldenburg hat die ungewöhnliche Zellbiologie der weltweit verbreiteten Art aus der Gruppe der Dinoflagellaten („Panzergeißler“) erstmals sowohl auf molekularbiologischer Ebene als auch mit bildgebenden Verfahren detailliert untersucht. Wie das Team jetzt in der Zeitschrift Plant Physiology berichtet, ist die Photosynthese der Einzeller ungewöhnlich organisiert, was ihnen helfen könnte, mit wechselnden Lichtverhältnissen im Meer zurecht zu kommen. Demnach hat die Alge eine besondere dreidimensionale Form der Chloroplasten, dessen Form einem Fass ähnelt und der 40 Prozent des Zellvolumens einnimmt, wie das Team mit Hauptautorin Jana Kalvelage mit einem Rasterelektronenmikroskop mit fokussiertem Ionenstrahl der Ludwig-Maximilians-Universität München herausfand. Bei P. cordatum identifizierte das Team eine einzelne, aus zahlreichen Proteinen zusammengesetzte große Struktur, einen sogenannten Megakomplex, in dem die Sonnenenergie in biochemische Energie umgewandelt wird - anders als in Pflanzen wie etwa Arabidopsis, wo die verschiedenen Schritte der Photosynthese räumlich getrennt ablaufen. Die Ergebnisse der Studie könnten dazu beitragen, das Auftreten schädlicher Algenblüten, die durch den Klimawandel möglicherweise begünstigt werden, in Zukunft besser zu verstehen.

Quelle: Uni Oldenburg

Um die Auswirkungen des Klimawandels konkret erfahrbar zu machen, haben Forscher*innen der TH Köln und der Universität zu Köln gemeinsam mit Studierenden eine technische Lösung entwickelt, mit der Experimente durchgeführt und die Ergebnisse mithilfe einer Software visualisiert werden können. Die entwickelte Software ist nach Projektende als Open Educational Resource frei nutzbar und kann zum Beispiel in der Lehre eingesetzt werden. „Unser gemeinsamer Ansatz war es, die Auswirkungen von Dürren und Überflutungen auf Pflanzenwachstum und Biodiversität anschaulich darzustellen. Durch problemorientiertes Lernen haben wir den Studierenden die Zusammenhänge vermittelt, so dass sie selbst Experimente planen und durchführen konnten. Dazu fand ein interdisziplinärer Austausch zwischen Studierenden aus den Fachbereichen Biologie und Ingenieurwissenschaften statt“, erklärt Prof. Dr. Marcel Bucher vom Institut für Pflanzenwissenschaften der Universität zu Köln. Die Plattform mit Informationen zu den Experimenten ist bei der Uni Köln frei zugänglich: https://innobiodiv.uni-koeln.de/

Quelle: TH Köln

Die Anwendung und Entwicklung neuer Technologien der DNA-Synthese voranzutreiben, um den Weg für die Herstellung ganzer künstlicher Genome zu ebnen – das ist das Ziel eines neuen interdisziplinären Zentrums, das an der Universität Heidelberg, dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) entsteht. Im Center for Synthetic Genomics sollen neue Entwicklungen in der Synthetischen Genomik durch Grundlagenforschung und Technologieentwicklung unter Einsatz von Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) angestoßen werden. Langfristig soll es so möglich werden, lange DNA-Sequenzen für Anwendungen in der Forschung, den Nanomaterialwissenschaften oder der Medizin zu entwerfen und herzustellen. Erster Sprecher des neuen Zentrums ist der Systembiologe Professor Michael Knop, stellvertretender Direktor des Zentrums für Molekulare Biologie der Universität Heidelberg (ZMBH). Den Aufbau fördert die Carl-Zeiss-Stiftung (CZS) über einen Zeitraum von sechs Jahren mit insgesamt zwölf Millionen Euro.

Quelle: KIT