Wochenchronik: Pflanzenforschung und Botanik KW #21 (2025)

Weltweit steigen die Temperaturen kontinuierlich – auch in der Nordsee. Doch nicht nur die graduelle Erwärmung, auch immer häufigere und plötzlich auftretende Hitzeereignisse haben Folgen für die Organismen in der Deutschen Bucht. Forschende der Biologischen Anstalt Helgoland des Alfred-Wegener-Instituts (AWI) haben die Häufigkeit und Intensität von Hitzewellen und deren Auswirkungen auf das Plankton quantifiziert. Ihr Fazit: Die graduelle Erwärmung sorgt für erhebliche Verschiebungen im Artenspektrum. Kommen dann noch Hitzewellen hinzu, verändern diese das Ergebnis zu Ungunsten der meisten Gruppen. Die Ergebnisse wurden in drei aufeinanderfolgenden Publikationen veröffentlicht. Im dritten, nun im Fachmagazin Limnology and Oceanography erschienenen Forschungsartikel, wirft das Team einen Blick in die Zukunft. „Im Ergebnis zeigte sich, dass der Klimawandel auf vielen Ebenen der Planktongemeinschaft für Verschiebungen sorgt, die durch Hitzewellen noch verstärkt oder modifiziert werden“, erklärt Cédric Meunier, der die Ökologie von Schelfmeersystemen an der Biologischen Anstalt Helgoland (BAH) erforscht. „Bestimmte Bakteriengruppen profitieren von den Umweltveränderungen, unter anderem einige Bakterien der auch für Menschen potenziell gefährlichen Gattung Vibrio“. Beim Phytoplankton bliebe zwar die Gesamtbiomasse konstant, die Artenzusammensetzung verschiebt sich im RCP 8.5 Szenario jedoch zugunsten kleinerer Arten. Bei zusätzlichen Hitzewellen profitierten dann besonders Phytoflagellaten und die mit Kalkplättchen ausgestatteten Coccolithophoriden. Beim Zooplankton käme es zu noch stärkeren Verschiebungen. 

Wie die Deutsche Forschungsgemeinschaft e.V. (DFG) bekannt gab, werden ab 1. Januar kommenden Jahres 45 bereits geförderte Exzellenz-Projekte weiterlaufen und 25 neue Cluster kommen hinzu. Die mit den Wissenschaftler*innen des internationalen Committee of Experts (vormals: Expertengremium) und den Wissenschaftsminister*innen des Bundes und der Länder besetzte Exzellenzkommission wählte heute in Bonn aus 98 Förderanträgen insgesamt 70 Exzellenzcluster zur Förderung aus. Damit wurde die maximale Zahl an Projekten bewilligt, die in der Verwaltungsvereinbarung von Bund und Ländern zur Exzellenzstrategie vorgesehen ist. Darunter vier aus den Pflanzenwissenschaften: 

• PhenoRob2 – Robotik und Phänotypisierung für Nachhaltige Nutzpflanzenproduktion (Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn)
• Future Forests – Die Anpassung komplexer sozial-ökologischer Waldsysteme an den globalen Wandel (Albert-Ludwigs-Universität Freiburg)
• Exzellenzcluster für Pflanzenwissenschaften CEPLAS – SMARTe Pflanzen in dynamischen Umwelten (Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf und Universität zu Köln)
• GreenRobust: Robustheit pflanzlicher Systeme von Molekülen bis zu Ökosystemen (Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Universität Hohenheim und Eberhard Karls Universität Tübingen)

Grundlagenforschung ist auf den freien Zugang zu Forschungsdaten angewiesen. Unterhaltung, Pflege und Weiterentwicklung von Forschungsdatenbanken kosten viel Geld, das bislang dank weniger großer Förderer zur Verfügung stand. Heute ist die Zukunft vieler Repositorien allerdings ungewiss. Die Betreiber der Datenbanken beginnen bereits damit, hohe Nutzungsgebühren einzuführen. Finanzmittel, die nicht eingeplant und für viele Forscherinnen und Wissenschaftler aus den Ländern des globalen Südens auch gar nicht leistbar sind. Am Beispiel der Datenbank VEuPathDB (The Eukaryotic Pathogen, Vector, and Host Informatics Resources) veranschaulicht der neue Präsident des Verbandes Biologie, Biowissenschaften und Biomedizin in Deutschland (VBIO), Prof. Dr. Markus Engstler, die Konsequenzen des Verlusts von freiem Zugang zu Daten. Daher wäre es dringend Zeit, dass die Naturwissenschaften sich der Gefahr bewusst werden und dass die Politik die Instrumente schafft, wissenschaftliche Datenbanken unangreifbar und resilient zu machen, mahnt der VBIO. 

Forschende haben einen Genaktivator-Komplex für den Nährstoffaustausch zwischen Pflanzen und Pilzen identifiziert. Die meisten Landpflanzen gehen eine Symbiose mit Pilzen ein, die für beide Seiten vorteilhaft ist. Dabei tauschen die Pflanzen und Pilze lebenswichtige Nährstoffe aus. Prof. Dr. Caroline Gutjahr und ihr Team am Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie (MPI-MP) haben nun einen molekularen Mechanismus entdeckt, der den Nährstoffaustausch zwischen Pflanzen und Pilzen überhaupt erst ermöglicht. Ihre im Fachmagazin PNAS veröffentlichten Ergebnisse liefern vielversprechende Erkenntnisse über Proteine, die die Entwicklung von Nutzpflanzen mit verbesserter Nährstoffaufnahme unterstützen könnten und einen Beitrag zur Reduktion von Kunstdünger leisten könnten. 

Anhand der meist gerade mal 20 Mikrometer großen Pollen ist es einem Forschungsteam der Leibniz Universität Hannover (LUH) und der Rheinischen Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn gelungen, das früheste Auftreten von Blütenpflanzen, so genannten Angiospermen, zu präzisieren. Ging man bislang davon aus, dass zweikeimblättrige Blütenpflanzen, die Eudikotyledolen, erstmals vor rund 121 Millionen Jahren aufkamen, so konnten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in dem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Projekt „Palynologische Untersuchungen zur frühesten Phase der Angiospermen Evolution“ mittels neuer Befunde nachweisen, dass Blütenpflanzen schon mindestens zwei Millionen Jahre früher existierten. Die Forscherinnen und Forscher konnten jetzt die bislang ältesten Pollen die von zweikeimblättrigen Blütenpflanzen produziert wurden in Gesteinsabfolgen aus Portugal nachweisen, wie sie im Fachmagazin PNAS darlegen. 

Zunehmend werden Photovoltaik-Anlagen nicht nur auf Dächern installiert, sondern auch im Freiland. Bei Bürgerinnen und Bürgern stößt das nicht immer auf Gegenliebe. Deutlich positiver wird hingegen die sogenannte Agrivoltaik (Agri-PV) bewertet, bei der die Paneele auf Flächen errichtet werden, die weiterhin landwirtschaftlich genutzt werden - etwa für Kornfelder, Viehweiden, Apfelplantagen oder Weinanbau. Laut einer Umfrage unter fast 2.000 Personen genießt diese Form eine deutlich höhere Akzeptanz als normale Solarparks. Die Studie der Forschenden der Universität Bonn ist in der Zeitschrift Land Use Policy erschienen. 

Roggen trägt erst seit verhältnismäßig kurzer Zeit zur menschlichen Ernährung bei. Während andere Getreidesorten wie Weizen oder Gerste schon seit Beginn der Jungsteinzeit in Mitteleuropa kultiviert werden, fristete Roggen Jahrtausende lang ein Dasein als Unkraut. Das änderte sich erst vor etwa 2000 Jahren. Hauptgrund für diesen Wandel – so die bislang gängige Meinung – war, dass Roggen ohne viel Aufwand auf kargen sandigen Böden gedeiht und sich so langsam als Nutzpflanze durchsetzte. Ein interdisziplinäres Forschungsteam gefördert vom Exzellenzcluster ROOTS an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) veröffentlicht jetzt in einem Sonderband zu Fragen der frühen Kultivierung und Domestikation in der internationalen Fachzeitschrift Philosophical Transactions of the Royal Society B neue Ergebnisse, die die bisherige Sichtweise infrage stellen. Die verwendeten modernen Analysemethoden zeigen, dass Roggen wohl schon zu Beginn seiner Kultivierung mehr war als eine anspruchslose Alternative für arme Böden. „Zu einer dominierenden Kulturpflanze wurde er nicht langsam als Ersatzpflanze, sondern durch seine frühe Integration in ein damals schon bestehendes arbeitsintensives Düngesystem, das hauptsächlich auf Stallmist basierte“, sagt der Paläoökologe Dr. Frank Schlütz vom Institut für Ur- und Frühgeschichte der CAU, Erstautor der Studie. Für die Studie haben die Beteiligten verkohlte Roggenkörner untersucht, die bei archäologischen Grabungen an der niedersächsischen Nordseeküste sowie in Siedlungen auf den nährstoffarmen Sandböden des heutigen Brandenburg gefunden worden sind. Die Körner stammen aus der Zeit zwischen dem 4. Jahrhundert und dem 15. Jahrhundert. 

Wie wirkt sich der Klimawandel auf Agrarökosysteme aus und welche Anpassungen sind nötig? Die Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) als eine der deutschen Hochschulen im Bereich der Umwelt- und Agrarwissenschaften trägt zum besseren Verständnis komplexer Zusammenhänge bei: Im Mittelpunkt eines Forschungsschwerpunkts steht hier die Entwicklung innovativer Strategien, um landwirtschaftliche Produktivität auch unter den Bedingungen des Klimawandels zu sichern – ressourcenschonend und umweltverträglich. Dieses Forschungsprofil ergänzt ideal die Ziele der Vereinten Nationen und insbesondere des in Wien ansässigen Joint FAO/IAEA Centre of Nuclear Techniques in Food and Agriculture. Beide Institutionen arbeiten künftig eng im neu gegründeten Liebig Centre zusammen, einem Kooperationszentrum für Agroökologie und Klimafolgenforschung.

Ab sofort stellt die Bayerische Landesanstalt für Wald und Forstwirtschaft (LWF) aktuelle Informationen zur Bodenfeuchte in Bayerns Wälder für jedermann digital zur Verfügung. Wie trocken ist es im Wald? Leiden die Bäume unter Trockenstress oder gibt es noch ausreichend Wasser im Boden? Diese Fragen stellen sich Waldbesitzer und Umweltinteressierte aber auch die Trinkwasserversorgerinnen angesichts steigender Temperaturen und zunehmend längerer Trockenperioden ohne Niederschläge immer häufiger. Deshalb stellen die Freisinger Forschenden eine Internetseite zur Verfügung, die bayernweite Informationen zur Bodenfeuchte und Wasserversorgung der Wälder liefert. Der WaldDürreMonitor Bayern bietet ab sofort eine tagesaktuelle Online-Darstellung der Bodenfeuchte in bayerischen Wäldern – übersichtlich und mit hoher räumlicher Auflösung – das heißt, man kann bis zu seinem Ort oder seinem Waldgrundstück hinein zoomen.