Wochenchronik: Pflanzenforschung und Botanik KW #20 (2025)

Ein zunehmender Fokus vieler Länder auf Selbstversorgung und Handelsbarrieren könnten weltweit die Fähigkeit der Menschen beeinträchtigen, sich gesund und nachhaltig zu ernähren. Forschungsteams der Universitäten Göttingen und Edinburgh haben untersucht, inwieweit 186 Länder ihre jeweilige Bevölkerung allein durch die einheimische Produktion ernähren können. Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Nature Food veröffentlicht. 

Der Klimawandel verändert die Alpen: In den Bergen beginnen Pflanzen heute im Schnitt sechs Tage früher zu wachsen als vor 25 Jahren – ausgelöst durch höhere Temperaturen nach der Schneeschmelze. Der frühere Austrieb verändert Alpenökosysteme und könnte sich auf Biodiversität, Alpwirtschaft und Tourismus auswirken. Der Biologe Michael Zehn des  WSL-Institut für Schnee- und Lawinenforschung (SLF) hat diesen Trend mit Daten aus 25 Jahren wissenschaftlich belegt und die Ergebnisse im Fachmagazin Golbal Change Biology publiziert.

Wurzeln „spüren“ nicht nur die Schwerkraft, um sich im Boden auszubreiten und sich zu verankern. Bei Bedarf können sie auch die eingeschlagene Wachstumsrichtung verändern und Wasserquellen erreichen. Eine neue Studie von Wissenschaftler*innen des Institute of Science and Technology Austria (ISTA) und der Northwest A&F University in China zeigt nun, dass Trockenheit diese Richtungsänderung erleichtert, indem sie die Wahrnehmung der Schwerkraft unterdrückt, die Suche nach Wasser dabei die Hemmung des Gravitropismus durch den Hydrotropismus-Hauptregulator „MIZ1“ erfordert. Diese Erkenntnisse könnten dazu beitragen, Pflanzen zu entwickeln, die extremen Wetterbedingungen besser standhalten. Die Ergebnisse wurden diese Woche in PNAS veröffentlicht.

Das gerade gestartete, deutschlandweite Bürgerwissenschaftsprojekt GartenDiv wird erstmals die pflanzliche Vielfalt in Deutschlands Gärten erforschen. Unter Federführung der Uni Leipzig will das Projektteam zunächst in einem einjährigen Pilotvorhaben einen Überblick darüber bekommen, welche Pflanzen in den Gärten der Republik gedeihen. „Gärten sind wichtige, aber bislang unterschätzte Refugien der Pflanzenvielfalt. In den letzten 20 Jahren ist das Forschungsinteresse an Gärten zwar deutlich gestiegen, doch eine flächendeckende Erhebung fehlt bislang – nicht nur in Deutschland“, erklärt Projektleiter Dr. Ingmar Staude vom Institut für Biologie der Uni Leipzig. GartenDiv wolle diese Lücke schließen. An dem Projekt sind das Deutsche Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv), das Julius Kühn-Institut (JKI) – Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen und der Bundesverband der Kleingartenvereine Deutschlands (BKD) beteiligt. Für dieses Citizen-Science-Projekt wurde in Zusammenarbeit mit dem Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena und der Technischen Universität Ilmenau die bereits weit verbreitete Flora Incognita-App zur automatischen Pflanzenerkennung spezifisch für das Projekt angepasst.

Gebüsch-Säume an Wald- und Feldrändern schützen Tierarten und wirken sich positiv auf die Biodiversität aus: Dazu hat ein Forschungsteam unter Federführung von Professor Jochen Krauss, Lehrstuhl für Tierökologie und Tropenbiologie an der Julius-Maximilians-Universität Würzburg, in der ersten umfassenden Studie ihrer Art die betroffenen Tier- und Pflanzenarten in 45 Gebüsch-Säumen in Bayern auf ihre Artenvielfalt untersucht. Die Forschenden zeigen im Fachmagazin Journal of Applied Ecology, dass es ein Mosaik aus offenen und halboffenen Gebüsch-Säumen braucht, um die Biodiversität zu maximieren. Unterscheiden lassen sich diese Saumarten daran, wie deckend und dicht das Strauchwerk bewachsen ist.

Eine Szenarien-Studie im Journal Nature richtet jetzt den Blick weit nach vorn – und zeichnet für unterschiedliche Politikpfade ein Bild von Klima und Umwelt bis Ende des Jahrhunderts. Bezugspunkt sind die „planetaren Grenzen“, die den sicheren Handlungsraum für die Menschheit definieren. Demnach bleibt das Thema Nachhaltigkeit noch auf Jahrzehnte kritisch, doch mit ambitionierten Maßnahmen lässt sich für 2050 zumindest ein Zustand wie 2015 erreichen und bis 2100 deutlich verbessern. Die Studie wurde mitverfasst vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK). „Die menschliche Zivilisation steht an einem kritischen Punkt – und wir zeigen mit einer neuartigen Methodik, wie sie sich weiterentwickeln kann, ohne ihre natürlichen Lebensgrundlagen zu ruinieren“, sagt PIK-Direktor Johan Rockström, Co-Autor der Studie. „Dies ist die bislang umfassendste Verknüpfung des Konzept der planetaren Grenzen, das ursprünglich auf die aktuelle Bestandsaufnahme ausgerichtet war, mit Daten aus modellgestützten Zukunftsszenarien. Das Ergebnis ist ein wertvolles Navigationssystem für die Politik. Wir können klar beziffern, wie gefährlich ein Weiter-so ist, und zeigen, dass sich ambitioniertes Umsteuern auszahlt.“

Am 20. Mai ist Weltbienentag. Im Interview spricht Prof. Dr. Alexandra-Maria Klein von der Universtität Freiburg über die Bedeutung von Wildbienen als Bestäuber unserer Nutzpflanzen. Denn Wildbienen sichern unsere Ernährung, indem sie ergänzend zu Honigbienen unser Obst und Gemüse bestäuben und damit Menge und Qualität der Früchte verbessern. Landwirte und Gärtnerinnen können Wildbienen mit einfachen Mitteln fördern und so den Ertrag ihrer Ernten steigern. Anleitung dazu gibt auch das "Praxishandbuch Nutzpflanzenbestäubung. Ertragssteigerung durch Förderung der Biodiversität", das die Professorin gemeinsam mit Felix Fornoff verfasst hat. 

Bisher war nicht klar, wann Pflanzen ihre Spaltöffnungen schließen, auf diese Weise die Wasserverdunstung unterbinden und was diesen Schutzmechanismus auslöst. Forschende am Departement Umweltwissenschaften der Universität Basel liefern hierzu neue Erkenntnisse in der Fachzeitschrift Nature Plants. Die Studie zeigt, dass die Stomata bereits zu einem früheren Zeitpunkt geschlossen bleiben, nämlich dann, wenn die Wasseraufnahme in der Nacht erschwert ist. "Wir konnten damit erstmals zeigen, dass ein Baum die Spaltöffnungen am Morgen gar nicht erst öffnet, wenn er über Nacht nicht ausreichend Wasser aufnehmen konnte", erklärt Studienleiter Prof. Dr. Ansgar Kahmen, Preisträger unseres Eduard-Strasburger Preises im Jahr 2007. Damit verzichtet der Baum zugunsten des Wachstums auf die Photosynthese. 

Große Datenmengen (Big Data) bieten ein enormes Potenzial, um die Genauigkeit genomweiter Vorhersagen in der Pflanzenzüchtung zu verbessern. Ermutigt durch erfolgreiche Ergebnisse bei Weizenhybriden haben Forschende am Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) diesen Ansatz nun auch auf sogenannte Inzuchtlinien ausgeweitet. Dazu kombinierten sie erstmals phänotypische und genotypische Daten aus insgesamt vier kommerziellen Weizenzuchtprogrammen. Die Ergebnisse der Studie wurden im Plant Biotechnology Journal veröffentlicht. 

Gehen Bäume und Bodenpilze eine enge Beziehung ein, profitieren beide Partner. Mehr als 400 weltweit verbreiteten Baumarten haben diese Kooperation noch verbessert: eine gleichzeitige Symbiose mit zwei unterschiedlichen Gruppen von Mykorrhiza-Pilzen. Diese Bäume kommen besser mit Wasser- und Nährstoffmangel zurecht – wichtige Eigenschaften für die Waldwirtschaft angesichts der Klimaerwärmung. Das berichten Forschende der Universität Zürich im Fachjournal Ecology Letters.

Die einzellige Grünalge Chlamydomonas reinhardtii hilft Forschenden, grundlegende Lebensprozesse wie Photosynthese und Zellstoffwechsel besser zu verstehen. Weil sie unter anderem besonders sensibel auf Licht reagiert, braucht sie spezielle Anzuchtbedingungen. Nun hat ein Forschungsteam mit Beteiligung der Universität Göttingen eine Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Kultivierung der Alge aufgestellt. Sie soll weltweit Forschende aus den Bereichen Biowissenschaften, Biophysik und Bioengineering bei der Untersuchung biologischer, physikalischer und biotechnologischer Prinzipien unterstützen. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift Nature Protocols veröffentlicht. 

Neuer Präsident des Verbandes Biologie, Biowissenschaften und Biomedizin in Deutschland (VBIO e. V.) ist Prof. Dr. Markus Engstler von der Julius-Maximilians-Universität Würzburg. Er forscht im Bereich der molekularen Zellbiologie von Parasiten und gehört dem Präsidium des Verbandes seit 2020 an. Die jährliche Bundesdelegiertenkonferenz des Biologenverbandes (siehe auch Bericht hier) wählte ihn jüngst in sein neues Amt, das er von Prof. Dr. Karl-Josef Dietz übernimmt, unserem früheren Präsidenten der Deutschen Botanischen Gesellschaft (DBG).

Das West German Genome Center (WGGC) wird auf eine neue rechtliche Grundlage gestellt und kann damit auf internationalem Niveau die Genomforschung in der Medizin und den Lebenswissenschaften ausbauen. Das Zentrum stellt hochmoderne Genomtechnologien für die medizinische Forschung, die Biodiversitätsforschung, die Pflanzenzüchtung und für weitere Bereiche der Genetik zur Verfügung. Die Gründung als Gemeinsame Wissenschaftliche Einrichtung (GWE) hatten die Universitäten Köln, Bonn, Düsseldorf und Aachen zum 1. Januar 2025 beschlossen. Die Neugründung als GWE stellt sicher, dass die Partner bereits geschaffene Strukturen erhalten und etablierte Technologien weiterentwickeln können.

Sie ist resistent gegen Trockenheit und verträgt auch hohe Niederschläge. Sie bindet Stickstoff und kann so den Bedarf an Düngemitteln verringern. Richtig verarbeitet kann sich die Platterbse zudem einen Platz in der innovativen, gesunden Küche erobern. Ein Forschungsteam der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) hat im Rahmen des EU-Projekts BioValue das beträchtliche Potenzial der derzeit kaum genutzten Platterbse (Lathyrus sativus) untersucht. Die Fallstudie, die sie gemeinsam mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus Serbien, Spanien, Frankreich durchgeführt haben, ist in der Fachzeitschrift Sustainability erschienen. 

Die Herausforderungen globaler Ernährungssicherheit, Umweltzerstörung und sozialer Ungleichheit verlangen ein Umdenken in der Gestaltung unserer Agrar- und Ernährungssysteme. In ihrem aktuellen, interdisziplinären Positionspapier stellt ein Team des Leibniz-Forschungsnetzwerks „Grüne Ernährung – Gesunde Gesellschaft“ das Konzept der Sustainable and Resilient Agrifood Systems (SARAS) vor – ein neuer systemischer Ansatz für gesunde, nachhaltige und widerstandsfähige Ernährungssysteme. Das Deutsche Institut für Ernährungsforschung Potsdam-Rehbrücke (DIfE) ist als koordinierende Einrichtung des Netzwerks maßgeblich an der im Journal Sustainable Development veröffentlichten Publikation beteiligt.