Wochenchronik: Pflanzenforschung und Botanik KW #46 (2024)

Ein internationales Forschungsteam hat in einem Langzeitexperiment auf der indonesischen Inseln Sumatra gezeigt, wie Bauminseln die Artenvielfalt in Ölpalmenplantagen fördern. Die Ergebnisse der Studie unter der Leitung der Universität Göttingen zeigen, dass sich durch die Anlage von Bauminseln in großen Ölpalmen-Monokulturen die einheimische Baumvielfalt auf natürliche Weise erholt. An der Forschung waren auch die indonesischen Universitäten IPB Bogor und Jambi beteiligt. Die Ergebnisse der Studie wurden in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht.

Quelle: Uni Göttingen

Ob auf Waldböden, in Mooren, in den Fugen des Straßenpflasters oder sogar in so unwirtlichen Gegenden wie der Antarktis – Moose wachsen nahezu überall. Doch so allgegenwärtig diese Pflanzen auf der Erde sind, in der derzeitigen Forschungslandschaft muss man lange nach ihnen suchen. Wissenschaftliche Untersuchungen von Moosen sind höchstens ein Nischenthema. Eine Gruppe junger Biologinnen und Biologen will das nun ändern: Auf Initiative des Doktoranden Till Deilmann von der Friedrich-Schiller-Universität Jena (FSU) fordert sie in einem Beitrag im aktuellen Forschungsmagazin Basic and Applied Ecology mehr Aufmerksamkeit für die vernachlässigte Pflanzengruppe.

Quelle: FSU

Regenwaldschutz ist nicht nur gut für Biodiversität und Klima - auch die Gesundheit der Menschen, die in den entsprechenden Gebieten leben, verbessert sich dadurch spürbar. Zu diesem Schluss kommt eine aktuelle Studie der Universität Bonn und der Universidade Federal de Minas Gerais in Brasilien. Die Forschenden zeigen darin, dass Maßnahmen gegen Brandrodung die Feinstaub-Konzentration in der Luft signifikant reduzieren. Damit sinkt auch die Zahl der Krankenhausaufenthalte und Todesfälle aufgrund von Atemwegs-Erkrankungen. Die Ergebnisse sind jetzt in der Fachzeitschrift Nature Communications, Earth & Environment erschienen.

Quelle: Uni Bonn

Auch auf städtischen Plätzen siedeln sich Tiere und Pflanzen an. Daraus ergeben sich Chancen für mehr Biodiversität und menschliches Wohlempfinden. Forschende der Technischen Universität München (TUM) haben dazu 103 Plätze in München untersucht. Das Team betrachtete Faktoren wie Größe, Bodenbeschaffenheit, Pflanzen- und Baumbewuchs, künstliche Lichtquellen und das Umfeld des Platzes in einem Radius von 1.000 Metern. Sie analysierten, wie sich unterschiedliche Faktoren auf Flora und Fauna auswirken. Ihre Ergebnisse im Fachjournal Nature Cities zeigen wie groß die Differenz zwischen Plätzen ausfallen kann. Sie plädieren dafür, die Gegebenheiten vor Ort genau zu betrachten und öffentliche Flächen individueller zu gestalten.

Quelle: TUM

Wie die gesundheitsfördernden Glucosinolate in Geweben der Kohlrabipflanze abgebaut werden, haben Forschende analysiert.  Die Ergebnisse zeigen, dass die Enzyme Myrosinase sowie „Specifier“-Proteine in Blättern, Stängel und Knollengewebe entscheiden, ob Abbauprodukte entstehen, die die menschliche Gesundheit fördern oder Pflanzen vor Schädlingen schützen können. Die im Fachmagazin Food Chemistry veröffentlichten Erkenntnisse des Teams des Leibniz-Instituts für Gemüse- und Zierpflanzenbau (IGZ) über gewebespezifische Unterschiede im Glucosinolatabbau könnten dazu beitragen, den gesundheitlichen Nutzen und die Schädlingsresistenz von Kohlrabi gezielt zu steigern.

Quelle: IGZ

Zahlreiche Menschen machen derzeit ihre Gärten winterfest: Laut dem Projekt gARTENreich (https://www.gartenreich-projekt.de) gibt es in Deutschland 16,6 Millionen Privatgärten. Sie nehmen zwei Prozent der deutschen Landesfläche ein und können einen wichtigen Beitrag für die biologische Vielfalt leisten. Die Website www.gartenreich-projekt.de ermutigt Gartenbesitzer*innen, den Artenschutz bewusst zu fördern: Erklärfilme, Steckbriefe für heimische Pflanzen, Anleitungen für Lebensraumstrukturen und ein Ratgeber helfen beim naturnahen Gärtnern. Mit den Materialien können auch Kommunen ihre Bürger*innen unterstützen. Das gemeinsame gARTENreich-Projekt des Instituts für ökologische Wirtschaftsforschung (IÖW), der Friedrich-Schiller-Universität Jena, der Hochschule für Wirtschaft und Recht Berlin (HWR Berlin), dem NABU (Naturschutzbund Deutschland) e.V. und dem NaturGarten e.V. wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.

Quelle: IÖW

Ein internationales Forschungsteam hat das Pangenom der Gerste, also einer Sammlungen von Genomsequenzen mehrerer Individuen dieser Art, untersucht. Dazu wurden komplette Genomsequenzen von 76 Wild- und Kulturgersten herangezogen, ebenso wie Resequenzierungsdaten von weiteren 1.315 Genotypen. Ein darauf basierender Katalog der Sequenzvariation umfasst strukturell komplexe Loci für wichtige Merkmale, die sich bisher der eingehenderen Analyse entzogen haben. „Wir konnten erstmals die Evolution sogenannter strukturell komplexer Genomregionen oder Loci untersuchen und 173 dieser Loci mit nahezu identischen direkten, Gen-tragenden Wiederholungen nachweisen“, erklärt Dr. Martin Mascher, Leiter der Arbeitsgruppe „Domestikationsgenomik“ des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK). „Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass ein Großteil der allelischen Vielfalt, die wir an strukturell komplexen Loci im Pangenom sehen, den Kulturpflanzen dabei geholfen haben könnte, sich an neue Selektionsmechanismen in den landwirtschaftlichen Ökosystemen anzupassen,“ ergänzt Prof. Dr. Nils Stein, Leiter der Abteilung „Genbank“ des IPK. Seine Ergebnisse über eines der fünf wichtigsten Kulturpflanzen weltweit hat das Team nun in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht. 

Quelle: IPK (pdf)

Holz, Sauerstoff und Lebensraum: Wälder erfüllen vielfältige Funktionen für Mensch und Umwelt. Doch wie können Wälder all diesen Ansprüchen gerecht werden? Dieser Frage ist ein internationales Forschungsteam unter Leitung der Universität Göttingen jetzt nachgegangen. Dazu hat es Versuchsflächen in Rein- und Mischbeständen aus Buche und verschiedenen Nadelbaumarten in Deutschland angelegt und die Auswirkungen der angereicherten Buchenwälder auf das Ökosystem und seine Funktionen für die Gesellschaft untersucht. Die Ergebnisse zeigen auf vielen Ebenen positive Effekte, insbesondere bei der Kombination von Buche und Douglasie. Sie wurden in der Fachzeitschrift Science Advances veröffentlicht.

Quelle: Uni Göttingen

Im späten Devon, vor etwa 374 Millionen Jahren, erlebte die irdische Biosphäre eine ihrer größten Krisen – das Kellwasser-Ereignis, das zu den fünf größten evolutionären Ereignissen in der Erdgeschichte gehört. Das katastrophale Massensterben, dem mehr als die Hälfte der damaligen Arten erlagen, betraf vor allem das Leben in den Meeren. Als unmittelbare Ursache wurden sauerstofffreie, sogenannte anoxische, Wassermassen identifiziert, die zu einer globalen marinen Sauerstoffkrise führten. In einer sedimentologischen Studie haben Forschende der Universität Greifswald in Zusammenarbeit mit Partnern aus Münster, Rabat und Casablanca herausgefunden, dass Schelfwasserkaskaden an der Ausbreitung der anoxischen Wassermassen maßgeblich beteiligt waren. Tiefseesedimente belegen den Sauerstoffverlust in Küstengewässern und dessen Ausbreitung auf die Ozeane, wie sie in der Fachzeitschrift GEOLOGY berichten. Als eigentliche Verursacher der Kellwasser-Krise werden Landpflanzen verdächtigt, die zu dieser Zeit die Landmassen eroberten und im späten Devon erstmals tiefe Wurzelsysteme und holzige Gewebe entwickelten, das Festland weiträumig besiedelten und die die Bodenbildung in Gang setzten mit beschleunigten Verwitterungsprozessen. Als Folge wurden küstennahe Meere mit Nährstoffen und verrottender Biomasse geflutet; die Eutrophierung führte zu mehr Algenwachstum, was in der Folge den Sauerstoffverbrauch erhöhte, wodurch sich weiträumig sauerstofffreie Schelfwässer und Faulschlämme bildeten. Weder zum Verrotten des organischen Materials noch zum Atmen der Unterwasserorganismen gab es ausreichend Sauerstoff.

Quelle: Uni Greifswald

Möchten Pflanzenzüchter widerstandsfähige und hochwertige Nutzpflanzen erzeugen, kreuzen sie häufig Pflanzen verschiedener Arten, um erwünschte Eigenschaften zu übertragen. Das vorzeitige Absterben der Hybridsamen stellt sie dabei jedoch vor Hindernisse. Grund dafür ist eine Fortpflanzungsbarriere, die oft verhindert, dass eng verwandte Arten lebensfähige Samen miteinander produzieren können. Eine neue Studie des Max-Planck-Instituts für molekulare Pflanzenphysiologie, die im Fachmagazin Nature Plants erschien, bietet Einblicke in diese Herausforderung, indem sie kleine RNA-Moleküle als Schlüsselmoleküle in diesem Prozess identifiziert. Diese Erkenntnisse könnten den Weg für eine erfolgreichere Hybridisierung in der Zukunft ebnen.

Quelle: MPI für Molekulare Pflanzenphysiologie

Eine der großen Herausforderung bei der Ernährung der wachsenden Weltbevölkerung ist die Herbizidresistenz von Getreide. Sam Caygill und ihre Kolleg*innen am Gregor-Mendel-Institut (GMI) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) zeigen nun, dass eine große Gruppe von Pflanzen, die Bryophyten, von Natur aus resistent gegen das Unkrautvernichtungsmittel Glyphosat sind, wie sie in der Fachzeitschrift PNAS darlegen. Diese Eigenschaft war bisher nur anekdotisch aus dem Gartenbau bekannt. Zu verstehen, wie einige Pflanzen von Natur aus tolerant gegenüber Herbiziden sind, bietet einen wichtigen Ansatzpunkt, um das Problem der Herbizidresistenz in der Landwirtschaft in Angriff zu nehmen.

Quelle: ÖAW

Es gibt Chromosomen, die ihre Vererbungsrate zu ihrem eigenen Vorteil erhöhen können. Ein Beispiel sind sogenannte B-Chromsomen. Diese zusätzlichen Chromsomen, die in den meisten Arten keine Funktion erfüllen, gibt es in zahlreichen Pflanzen, Tieren und Pilzen. Sie machen sich verschiedene Mechanismen zu nutzen, die verhindern, dass überflüssige genetische Elemente wie sie im Laufe der Zeit entfernt werden. Diese Mechanismen sind bisher aber kaum bekannt. Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung des Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) konnte nun Gene auf dem B-Chromosom des Roggens identifizieren, die vermutlich für die Regulierung dieses sogenannten „chromosome drive“ verantwortlich sind. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht.

Quelle: IPK (pdf)