Wochenchronik: Pflanzenforschung und Botanik KW #43 (2024)

Die mittlere Embryonalentwicklung ist bei Tieren, Pflanzen und Algen auffallend ähnlich und offenbart die gemeinsamen entscheidenden Phasen in der Evolution komplexer Lebensformen. Jüngste Beobachtungen von Forschenden des Max-Planck-Instituts für Biologie Tübingen und der Universität Dundee an Braunalgen weisen das gleiche Sanduhrmuster während der Embryogenese auf wie bei Tieren und Pflanzen. Das „Sanduhrmodell“ der Entwicklung mehrzelliger Organismen besagt, dass Embryonen desselben Stammes in den frühesten und spätesten Stadien morphologische und molekulare Unterschiede aufweisen, sich aber in der mittleren Embryonalperiode ähneln. Die Verfolgung der Entwicklungsstadien bei Braunalgen zeigt nun, dass die Prozesse, die die Entwicklung komplexer mehrzelliger Organismen steuern, universeller sind, als gedacht, und liefert ein tieferes Verständnis dafür, wie sich mehrzelliges Leben entwickelt hat, berichten die Forschenden im Fachmagazin Nature.

Quelle: MPI für Biologie Tübingen

Die zunächst ungehinderte Ausdehnung des Embryos in einem Samen wird ab einem bestimmten Punkt durch den Kontakt zur Samenhülle behindert. Mechanische Kräfte und Zwänge beeinflussen nicht nur die Form des Embryos, sondern auch seine Entwicklung und seinen Stoffwechsel. Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung des Leibniz-Institutes für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) hat nun bei Raps die Grundlagen der Reaktion des Embryos auf mechanische Belastungen untersucht. Die Ergebnisse wurden kürzlich in der Fachzeitschrift New Phytologist veröffentlicht.

Quelle: IPK (pdf)

Mehr Biodiversität stärkt die Kohlenstoffbindung in den Böden, zeigt eine neue Studie im Fachmagazin Nature Communications. Die Förderung der Biodiversität in landwirtschaftlichen Praktiken könnte der Schlüssel zu einem nachhaltigeren und klimafreundlicheren Agarsektor sein, folgert ein Team von Forschenden unter der Leitung von Luiz Domeignoz-Horta von der Universität Zürich. Die Forschenden führten ihre Studie im Rahmen des TwinWin-Experiments in Finnland durch, bei dem untersucht wird, wie sich verschiedene Abstufungen der Pflanzenvielfalt in Kombination mit Gerste auf mikrobielle Prozesse im Boden auswirken. Bemerkenswert ist, dass die Pflanzenvielfalt auch die Gesamtproduktion an pflanzlicher Biomasse erhöhte, ohne dass die Gerstenerträge zurückgingen. Dies zeigt, dass die Praxis geeignet ist, die Erträge zu erhalten und gleichzeitig die Kohlenstoffspeicherung im Boden zu verbessern.

Quelle: Uni Zürich

Weltweit ist die Artenvielfalt zunehmend bedroht, zum Beispiel durch Lebensraumzerstörung, intensive Landwirtschaft und den Klimawandel. Das heute erschienene digitale Dossier „15 Antworten auf 15 Fragen zur Biodiversität“ der Nationalen Akademie der Wissenschaften Leopoldina beantwortet mit anschaulichen Grafiken und verständlichen Texten zentrale Fragen zur Biodiversität. Es erscheint parallel zur 16. UN-Biodiversitätskonferenz, die bis zum 1. November in Kolumbien stattfindet. Dort treffen sich Regierungen aus aller Welt, um die Umsetzung des globalen Biodiversitätsrahmens zu überprüfen, der auf der letzten Konferenz 2022 beschlossen wurde.

Quelle: Leopoldina

Der Ars legendi-Fakultätenpreis Mathematik und Naturwissenschaften geht in die zwölfte Runde und zeichnet Hochschullehrkräfte für herausragende, innovative und beispielgebenden Leistungen in Lehre, Beratung und Betreuung aus. Er wird in den vier Kategorien Biologie, Chemie, Mathematik und Physik vergeben und ist mit jeweils 5000 Euro dotiert. AUsgelobt wird er vom Stifterverband, der Gesellschaft Deutscher Chemiker, der Deutschen Mathematiker-Vereinigung, der Deutschen Physikalischen Gesellschaft und dem Verband Biologie, Biowissenschaften und Biomedizin in Deutschland (VBIO). Bewerbungen sind ab sofort bis zum 26. Januar 2025 möglich.

Quelle: VBIO

Auch vor knapp 400 Millionen Jahren lebten Korallen bereits in Symbiose mit Algen. Das hat ein Team um Forschende des Max-Planck-Instituts für Chemie in Mainz durch die Analyse von Stickstoffisotopen an fossilen Korallen aus der Eifel und dem Sauerland festgestellt. Damit haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die bislang älteste Photosymbiose in Korallen nachgewiesen. Die Photosymbiose könnte erklären, warum prähistorische Korallenriffe trotz nährstoffarmer Umgebung enorme Ausmaße erreichten, wie sie im Fachjournal Nature folgern.

Quelle: MPI für Chemie

Mehr als 30 europäische Organisationen, die für nationale Waldinventuren (National Forest Inventories, NFI) zuständig sind, arbeiten seit 2003 in einem freiwilligen Verbund zusammen: dem Europäischen Netzwerk für nationale Waldinventuren (ENFIN). Jetzt haben die Mitglieder eine offizielle Vereinigung gegründet. Sie ist nach französischem Recht eingetragen und wird ihren Sitz in Frankreich haben. Deutschland wird durch das Thünen-Institut für Waldökosysteme in Eberswalde vertreten. Das Forschungsinstitut führt im Auftrag des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft die Bundeswaldinventur durch.

Quelle: Thünen-Institut

Pflanzen passen ihren Wasserverbrauch an die Umweltbedingungen an, indem sie mit ihren Schließzellen Umweltreize zählen und verrechnen. Über die Steuerung der Stomata berichten Pflanzenforschende der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) in der Fachzeischrift Current Biology. Um den Kalzium-Transienten (ein rascher, zeitlich begrenzter Anstieg der Kalzium-Konzentration in der Zelle) zu analysieren, hatte das Team um den Biophysiker Professor Rainer Hedrich ein optogenetisches Verfahren mit neuartigen Modellpflanzen angewendet, die mit lichtaktivierbaren Kalzium-Kanälen ausgestattet wurden: Durch Lichtpulse lassen sich in den Schließzellen dieser Pflanzen Kalzium-Signale erzeugen und die zelluläre Antwort analysieren. Ihre Ergenbisse zeigen, "dass Schließzellen sechs aufeinanderfolgende Kalzium-Transienten auflösen und in Stomabewegung umsetzen können. Die Schließzellen können also bis sechs zählen“, sagt Rainer Hedrich. „Als wir die Stimulationsfrequenz verdoppelten, wurde der Stomaschluss nicht forciert. Als wir sie halbierten, verzögerte sich die Stomabewegung.“

Quelle: JMU

Bestimmte Pflanzenstoffe, die nicht der Ernährung dienen, beeinflussen das Sozialverhalten und die Lebensdauer der Rüpsen-Blattwespe (Athalia rosae). Unter der Leitung von Dr. Pragya Singh, Postdoktorandin im Sonderforschungsbereich Transregio 212 in der AG chemische Ökologie der Universität Bielefeld, untersuchte das Team, wie der Verzehr von spezifischen Pflanzenstoffen, sogenannten Clerodanoiden, soziale Netzwerke innerhalb von Blattwespenpopulationen verändert und gleichzeitig die Lebensdauer der Tiere verkürzt. Die studienergebnisse sind im Fachmagazin Animal Ecology veröffentlicht.

Quelle: Uni Bielefeld