Wochenchronik: Pflanzenforschung und Botanik KW #12 (2025)

Forschende haben ein verborgenes Talent des Caspary-Streifens entdeckt - einer Wurzelstruktur, die vor allem als Pförtner der Pflanze bekannt ist. Wie sich herausstellte, spielt diese natürliche Barriere auch eine Schlüsselrolle dabei, dass Hülsenfrüchte die richtige Menge Stickstoff von ihren bakteriellen Partnern erhalten. Seit mehr als einem Jahrhundert ist der Caspary-Streifen als Türsteher der Wurzel bekannt; diese Studie zeigt jedoch, dass er eine zweite Funktion hat: Er reguliert den empfindlichen Stoffwechsel zwischen Pflanzen und Bakterien. Die jetzt vom Team des Max-Planck-Instituts für Pflanzenzüchtungsforschung (MPIPZ), der Universität zu Köln und der Universität Kopenhagen Im Fachjournal Science veröffentlichten Ergebnisse könnten Forschenden helfen, besser zu verstehen, wie Pflanzen und Mikroben ihre unterirdischen Geschäfte aushandeln.

Die Grünalge Chlamydomonas reinhardtii hat - wie viele biologische Zellen - feine, haarähnliche Fortsätze auf ihrer Oberfläche, sog. Zilien, die ihnen beispielsweise zur Fortbewegung oder zur Erkennung von Signalen dienen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Münster, Potsdam und Italien haben nun die Schutzschicht aufgeklärt, die diese Zilien umgibt. Dabei identifizierten sie die Glykoproteine FMG1B und FMG1A als Hauptbestandteile, wobei sich FMG1A als eine zuvor unbekannte Variante von FMG1B herausstellte, wie sie im Fachmagazin Advanced Science berichten. Biochemisch ähneln die beiden Glykoproteine den bei Säugetieren vorkommenden Schleimproteinen, sogenannten Mucinen. „Diese Entdeckung erweitert unsere Kenntnis darüber, wie Zellen die direkte Interaktion mit ihrer Umgebung regulieren“, unterstreicht Pflanzenbiotechnologe Prof. Dr. Michael Hippler von der Universität Münster. „Wir erhalten zudem Hinweise darauf, wie ähnliche Schutzmechanismen bei anderen Organismen funktionieren könnten.“, ergänzt Dr. Adrian Nievergelt vom Max-Planck-Institut für molekulare Pflanzenphysiologie in Potsdam.

Eine Studie in Nature zeigt, dass sogenannte konservative Arten, die Nährstoffe, Wasser und Energie am effizientesten nutzen, unter realen Bedingungen im Allgemeinen schneller wachsen als akquisitive, angeblich schnell wachsende Arten. Um zu ermitteln, welche Baumarten am meisten Kohlenstoff binden, hat ein internationales Forschungskonsortium, darunter Forschende vom Deutschen Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) Halle-Jena-Leipzig, der Universität Leipzig und dem Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ), untersucht, welche Merkmale oder funktionellen Eigenschaften das Wachstum und damit die CO₂-Sequestrierung in der Biomasse von Bäumen begünstigen. Dazu hatte das Team das Wachstum von 223 Baumarten, die in 160 Wäldern auf der ganzen Welt gepflanzt wurden, untersucht, wobei alle wichtigen Waldbiome – große Gemeinschaften von Pflanzen und Tieren die durch Klima und Region definiert sind – vertreten waren: Tundren, Wüsten, Savannen, gemäßigte Wälder, tropische Wälder, boreale Wälder, Graslandschaften und das mediterrane Biom. Die Ergebnisse tragen zu einem besseren Verständnis bei, welche Bäume das größte Potenzial zur Minderung der CO₂-Emissionen haben.

Eine neue Studie, veröffentlicht in Agriculture, Ecosystems and Environment, zeigt, dass Schädlinge wie der Herbst-Heerwurm (Spodoptera frugiperda) und Engerlinge (Holotrichia serrata) in den kommenden Jahrzehnten erhebliche Auswirkungen auf den Maisanbau in Nigeria haben könnten. Forschende, unter anderem vom Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF), nutzten agro-ökosystemische Modellierungen, um erstmals umfassend darzustellen, wie sich Schädlingsrisiken unter verschiedenen klimatischen Bedingungen entwickeln, und um wirtschaftliche Schätzungen zu den Ernteverlusten zu liefern.

Beim Kick-off-Meeting des EU-Projekts STREAMING (Sustainable Trade Regimes with Europe and Africa through Mapping Innovation, New-Technology and Growth-Mindset) versammelten sich 15 Institutionen aus 12 Ländern an der Hochschule Weihenstephan-Triesdorf (HSWT), um in den kommenden 40 Monaten gemeinsam multidisziplinäre Lösungen zur Verbesserung der Lebensmittelsysteme in Afrika zu entwickeln. Das Projekt verfolgt das Ziel, den Übergang zu nachhaltigen, gesunden und integrativen Lebensmitteln zu beschleunigen, um zahlreiche Vorteile für den Klimaschutz und die Anpassung an den Klimawandel zu fördern. Es soll die ökologische Nachhaltigkeit und die Kreislaufwirtschaft unterstützen, eine gesunde Ernährung ermöglichen, die Lebensmittelarmut verringern und zugleich die Stärkung von Bürgerinnen und Bürgern und Gemeinschaften vorantreiben. Darüber hinaus wird es Lebensmittelunternehmen fördern und gleichzeitig die Lebensmittelsicherheit sowie die wirtschaftliche Nachhaltigkeit in der EU während dieses Übergangs gewährleisten.

Die Kenntnis häufiger Tier- und Pflanzenarten, die Naturverbundenheit unter den Generationen und deren Bereitschaft, sich für die Natur einzusetzen, nehmen von älteren zu jüngeren Menschen ab. Das ist ein wesentliches Ergebnis der Studie „From nature experience to pro-conservation action: How generational amnesia and declining nature-relatedness shape behaviour intentions of adolescents and adults“. Unter Leitung von Prof. Dr. Tanja Straka und Prof. Dr. Ingo Kowarik wurde erstmals systematisch untersucht, wie sich Jugendliche, junge Erwachsene und ältere Erwachsene hinsichtlich ihres Naturkontakts, der Artenkenntnis, der Naturverbundenheit und der Bereitschaft, sich für die Natur einzusetzen, unterscheiden. Eine weitere wichtige Erkenntnis: Trotz der Unterschiede zwischen den Altersgruppen bestand durchgängig eine direkte (oder indirekte) Verbindung zwischen Artenkenntnis, Naturverbundenheit und der Bereitschaft, sich für die Natur einzusetzen. Durchgeführt wurde die im Journal Ambio veröffentlichte Studie am Institut für Ökologie der TU Berlin.

Um herauszufinden, ob und wie sich Pflanzen an das zunehmend heißere und trockenere Stadtklima anpassen, wünschen sich Düsseldorfer Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler viele Daten über fünf im Fokus stehende Pflanzenarten (siehe Fotos). Da die Ackerschmalwand-Pflanzen (Arabidopsis thaliana) schon bald wieder verblüht sein werden, hofft das Forschungsteam um Petra Bauer und Bruno Walther von der Heinrich-Heine-Universität (HHU) schon jetzt im Vorfrühling auf viele Mitstreiter*innen. Dazu haben sie das PUKI (Pflanze - Umwelt - Klima – Interaktion) genannte Bürgerwissenschafts-Projekt konzipiert (siehe auch Faltblatt, pdf, bei HHU). Mitmachen können Wissenschaftler*innen und Schüler*innen, Familien und Hobby-Botaniker*innen sowie Lehrer*innen und Schulklassen. Die Teilnehmenden lernen nicht nur wild wachsende Pflanzen erkennen, sondern werden Teil eines Wissenschaftsteams und können sich von ihrem Smartphone assistieren lassen. Die im Fokus stehenden Pflanzen sind besonders interessant, weil sie sogar in Betonritzen, an Feldrainen und anderen außergewöhnlichen Orten wachsen. Sie aufzuspüren und für die Forschung zu vermessen und ggf. Proben zu nehmen, dauert nur wenige Minuten.

Die Max-Planck-Gesellschaft (MPG) ernennt Eva Stukenbrock, Professorin für Umweltgenomik an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU), erneut zum Fellow am Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie in Plön (MPI-EvolBio). Sie wird zum dritten Mal mit dieser besonderen Ehrung ausgezeichnet, die ihre wissenschaftlichen Erfolge, ihr Wirken in der Vernetzung und Förderung der Pflanzenforschung in der Region und das damit verbundene Streben nach einer fruchtbaren Kooperation zwischen CAU und MPI-EvolBio würdigt. Stukenbrock erforscht seit vielen Jahren die
Wechselwirkungen zwischen pathogenen Pilze und Nutzpflanzen und leistet damit einen bedeutenden Beitrag zu globalen Nachhaltigkeitszielen.

Werden Pflanzen von krankmachenden Bakterien befallen, leiten sie die Signale vom Ursprungsort an der Blattoberfläche über chemische und elektrische Signale ins Innere weiter und stellen sich auf Verteidigungsmodus um. Um herauszufinden, wie und wo die Wahrnehmung eines Bakterienkontaktes in elektrische Signale umgewandelt wird, untersuchte ein Forschungsteam um PD Dr. Alexandra Furch von der Uni Jena, wie der äußere Reiz weitergeleitet wird. Dabei entdeckten die Forschenden zwei verschiedene Arten elektrischer Wellen, die sowohl die lokale als auch die systemische Abwehrreaktion von Pflanzen triggern. Das berichtet das Team in einer im Februar erschienenen Studie im Fachmagazin Science Advances. Eine weitere neue Erkenntnis ist, dass sog. Verschlussproteine in den Leitbahnen bei der Abwehrantwort in den beiden untersuchten Pflanzenarten (Arabidopsis thaliana und Vicia faba) eine Rolle spielen. Diese Erkenntnisse könnten genutzt werden, um Pflanzen mit größerer eigener Resistenz auszustatten und somit den Einsatz von Pflanzenschutzmitteln zu reduzieren.

Ein neuartiger Wirkstoff schützt Pflanzen zuverlässig vor dem am häufigsten auftretenden Virus in Landwirtschaft und Gartenbau: dem Gurkenmosaikvirus. Entwickelt wurde der Wirkstoff von Forschenden der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) um Prof. Dr. Sven-Erik Behrens. Er besteht aus RNA-Bausteinen, die das Immunsystem der Pflanzen beim Kampf gegen das Virus unterstützen. Auch bei einer hohen Virenlast überlebten 80 bis 100 Prozent der behandelten Pflanzen eine Infektion im Labor, wie sie im Fachmagazin Nucleic Acids Research berichten. Die Arbeit wurde vom Journal als Breakthrough Article eingestuft und das Team arbeitet nun daran, die Idee vom Labor in die Praxis zu übertragen.

Von 1972 bis 2022 erforschten Wissenschaftler*innen in Großbeeren, wie sich verschiedene Düngestrategien auf die Gemüse- und Bodenqualität auswirken. In der Kastenparzellenanlage in Großbeeren wurde eines der weltweit längsten Düngungsexperimente mit Gemüse durchgeführt. Die erhobenen und nun von Forschenden des Leibniz-Instituts für Gemüse- und Zierpflanzenbau (IGZ) veröffentlicht Daten sind im „BonaRes Repositorium für Boden- und Agrarforschungsdaten“ frei zugäng und unterstützen eine nachhaltige Bodenbewirtschaftung sowie einen umweltfreundlicheren Freilandgemüsebau.

Im vergangenen Jahrzehnt setzten Extremereignisse wie Hitze, Trockenheit, Stürme und Schadorganismen dem Schweizer Wald stark zu. Damit der Wald seine Funktionen für Mensch und Umwelt künftig erfüllen kann, muss er an den Klimawandel angepasst werden. Dies zeigt der Waldbericht 2025 des Bundesamtes für Umwelt BAFU und der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL).

Von der städtischen Grünanlage bis zur Kleingarten-Parzelle – die neue Botanische Beratungsstelle ist ab sofort für Bürger*innen und Bezirke da, denen Biodiversität am Herzen liegt. Wie lässt sich Berlin naturnah begrünen? Was können wir alle tun, damit unsere Grünflächen biodiverser werden? Welche Rolle spielen dabei regionales Saatgut und gebietseigene Pflanzen? Diesen Fragen widmet sich der neue kostenlose Service am Botanischen Garten Berlin. Die Beratung www.bo.berlin/de/botanische-beratungsstelle verbindet die gärtnerische Expertise der Institution mit den neuesten Erkenntnissen der Wissenschaft. Gefördert wird das Projekt von der Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt (SenMVKU).

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben Chlamydomonas reinhardtii, eine einzellige grüne Mikroalge, mit magnetischem Material beschichtet. Dieser Miniaturroboter wurde auf die Probe gestellt: Würde die Mikroalge mit ihrer magnetischen Beschichtung in der Lage sein, durch enge Räume zu schwimmen – und als wäre das nicht schon Herausforderung genug – durch eine zähe Flüssigkeit, wie sie etwa im menschlichen Körper vorkommt? Würde sich der winzige Roboter unter diesen schwierigen Bedingungen seinen Weg bahnen können? Die Forschungsergebnisse des Teams des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme wurden nun in der Zeitschrift Matter veröffentlicht.

Ob Photovoltaik auf wiedervernässten Moorböden die Flächennutzungskonkurrenz in Deutschland reduzieren könnte und somit die Wiedervernässung für Landwirtschaftsbetriebe attraktiver machen könnte, wollen Forschende der Universitäten Greifswald und Hohenheim zusammen mit dem Johann Heinrich von Thünen-Institut und dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE untersuchen. Im Projekt MoorPower soll die generelle Machbarkeit von Photovoltaikanlagen auf Moorböden bei gleichzeitiger Wiedervernässung untersucht werden, um dem Klimawandel entgegen wirken zu können. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) stellt dafür sieben Millionen Euro für einen Zeitraum von dreieinhalb Jahren bereit.

Mit dem internationalen „Tag des Waldes“ am 21. März machen die Vereinten Nationen auf die Bedeutung von Wäldern aufmerksam – weltweit mehren sich Konflikte um den bedrohten Lebensraum. Auch in Deutschland verschärfen sich Debatten um die Waldnutzung. Sie werden nicht zuletzt durch den Klimawandel angefeuert. Das ISOE – Institut für sozial-ökologische Forschung hat jetzt mit Ansätzen der Mediation eine Methode entwickelt und erprobt, um solche Konflikte um den Wald konstruktiv zu bearbeiten: Sie bringt alle Interessengruppen an einen Tisch. Die Ergebnisse wurden im Fachjournal Forest Policy and Economics veröffentlicht.