Wochenchronik: Pflanzenforschung und Botanik KW #45 (2025)

Forschende haben herausgefunden, wie die komplexe genetische Kontrolle des Gens MKK3 die Keimruhe und das Keimrisiko von Gerste steuert. Dabei zeigte sich, dass einige Varianten eine größere Widerstandsfähigkeit gegenüber feuchten Erntebedingungen aufweisen. Die Zahlen aus der Forschung veranschaulichen die weltweite Verbreitung dieser Genvarianten und zeigen die Selektionsdynamik der jahrhundertelangen Domestizierung und Züchtung auf. Damit werden neue Wege zur Züchtung von Pflanzen aufgezeigt, die sowohl widerstandsfähig gegen extreme Wetterbedingungen als auch für vielfältige landwirtschaftliche Anforderungen geeignet sind. Die Ergebnisse des internationalen Teams unter der Leitung des Carlsberg-Forschungslabors und mit Beteiligung des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung sind in einer Studie gestern im Fachmagazin Science veröffentlicht.

Die Baumringe des Meeres: Ein internationales Forschungsteam um die Meeresbiologin Prof. Dr. Maren Ziegler von der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) hat mit Hilfe von Bohrungen in Korallenskeletten eine innovative Methode entwickelt, um die Vergangenheit von Korallen und ihrer Symbiosen mit Algen zu rekonstruieren. Die Ergebnisse, die in Global Change Biology veröffentlicht wurden, bieten neue Einblicke in die Veränderungen der symbiotischen einzelligen Algenarten, die für den Bestand von Korallenriffen entscheidend sind.

Große Unternehmen analysieren mit KI ihre Daten. Kleine und mittelständische Unternehmen verfügen häufig über geringere Datenmengen. Wie die Unternehmen aus diesen „Small Data“ einen Mehrwert ziehen können, wurde in dem Projekt „AI4ScaDa“ an der Hochschule Bielefeld in Kooperation mit der Technischen Hochschule Ostwestfalen-Lippe (TH OWL) und dem Spitzencluster it`s owl untersucht. Konkrete Anwendung fanden die im Projekt entwickelten KI-Methoden in der Optimierung von Pflanzenzucht, bei Flusensieben in Trocknern sowie beim Wissensmanagement für die kundenspezifische Auswahl von Zentrifugen.

Die biologische Vielfalt müsse stärker in die globalen Klimaverhandlungen einfließen, appellieren die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts zur Analyse des Biodiversitätswandels (LIB) mit Blick auf die anstehende UN-Klimakonferenz COP30 im brasilianischen Belém. Denn ohne intakte Ökosysteme und das Wissen über ihre Funktionsweise seien naturbasierte Lösungen für den Klimaschutz und die ökologische Transformation nicht umsetzbar. „Klimaschutz und Artenschutz sind zwei Seiten derselben Medaille“, sagt Prof. Dr. Bernhard Misof, Generaldirektor des LIB. „Wir können die Folgen der Erderwärmung nur dann wirksam begrenzen, wenn wir zugleich die biologische Vielfalt bewahren – und verstehen. Jeder Quadratmeter Erde erzählt uns etwas über die Anpassungsfähigkeit des Lebens. Dieses Wissen zu verlieren hieße, unsere Zukunft zu riskieren.“

Auch in hellen Waldlücken verhindert Rehverbiss die natürliche Verjüngung vieler Baumarten. Rehe schränken die natürliche Regeneration von Laubwäldern deutlich stärker ein als bislang angenommen. Zu diesem Ergebnis kommen Forschende der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) und zeigen im Journal of Applied Ecology, wie stark die Huftiere die Waldentwicklung beeinflussen. Sie wiesen in einem mehrjährigen Freilandexperiment nach: Selbst wenn nach Störungen viel Licht in den Wald fällt, kann dieser Vorteil den selektiven Verbiss durch Rehe nicht kompensieren. Die Ergebnisse liefern wichtige Hinweise für ein integratives Wildtier- und Waldmanagement. Sie zeigen zugleich, dass Licht und Verbiss nicht unabhängig voneinander betrachtet werden dürfen, wenn es um die Resilienz unserer zukünftigen Wälder geht.

Riesige Mengen der Braunalge Sargassum wachsen jährlich im tropischen Atlantik und belasten vor allem die Küsten der Karibik. Das schreckt nicht nur Touristen ab, sie gefährden auch ganze Ökosysteme in Küstennähe. Mithilfe der Analyse von Bohrkernen aus Korallen lässt sich nun erklären, wie es zu den Braunalgenblüten kommt: Phosphorreiches Tiefenwasser, das angetrieben von Winden an die Oberfläche gelangt, fördert stickstofffixierende Cyanobakterien. Diese leben mit Sargassum-Algen in Symbiose und versorgen sie in der stickstoffarmen Region mit dem wichtigen Nährstoff. Das hat ein vom Max-Planck-Institut für Chemie geleitetes internationales Forschungsteam als wesentlichen Mechanismus aufgeklärt und im Fachmagazin Nature Geoscience geschildert. Das Verständnis, wie Braunalgenblüten verursacht werden, erleichtert deren Vorhersage. Die Alge Sagassum war wegen ihrer enormen Produktivität von unserer Sektion Phykologie zur Alge des Jahres 2024 gewählt worden.

Die deutsche Forschungslandschaft muss resilienter gegenüber Angriffen von außen werden. Darin sind sich die Sachverständigen bei einem öffentlichen Fachgespräch zur Forschungssicherheit am Mittwochvormittag im Forschungsausschuss einig gewesen. Zu dem Gespräch waren Vertreterinnen und Vertreter von außeruniversitären Einrichtungen, Hochschulen und Sicherheitsbehörden geladen. Darunter: Katja Becker von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), Christian Hummert von der Agentur für Innovation in der Cybersicherheit GmbH, Wolfgang Liebert, Professor im Ruhestand, Institut für Sicherheits- und Risikowissenschaften der Boku University Wien, Claudia Plattner vom Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) sowie Sinan Selen vom Bundesamt für Verfassungsschutz. Darüber berichtet der Kurznachrichtendienst “heute im Bundestag” (hib).

Eine Alpenpflanze könnte über den Schlüssel für ihr Fortbestehen in einem sich stetig erwärmenden Klima verfügen. Forschende der ETH Zürich haben nämlich den Ursprung von zwei uralten Genvarianten in der Steinnelke (Dianthus sylvestris) geklärt. Diese Varianten steuern den Zeitpunkt des Blühens. Obwohl sich Pflanzen aus der Höhe und aus tiefen Lagen ähneln, haben sich im Laufe der Zeit Unterschiede entwickelt. Ein zentrales Merkmal ist der Blühzeitpunkt: In hohen Lagen blühen Steinnelken unmittelbar nach der Schneeschmelze im Juni, in tiefen Lagen hingegen ab dem Monat Mai. Allerdings beginnt in tiefen Lagen die Wachstumsperiode schon viel früher. Deshalb sind Tal-Steinnelken – als Anpassung an die warmen Tieflandbedingungen - eher Spätzünder. Die Studie wurde soeben in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht.

Eine große Mehrheit der Menschen in Deutschland nimmt eine wachsende gesellschaftliche Polarisierung wahr. Laut dem heute veröffentlichten Wissenschaftsbarometer 2025 haben 77 Prozent der Befragten den Eindruck, dass die Meinungen in der Gesellschaft zunehmend auseinanderdriften. 54 Prozent sprechen gar von zwei unversöhnlichen Lagern. Doch ein genauer Blick in die Daten zeigt: Die tatsächlichen Meinungsunterschiede fallen deutlich geringer aus. „Die Bevölkerung nimmt eine Polarisierung wahr, obwohl sie sich in zentralen Konfliktfragen recht einig ist”, sagt Dr. Benedikt Fecher, Geschäftsführer von Wissenschaft im Dialog (WiD), der Organisation für Wissenschaftskommunikation in Deutschland, die das Wissenschaftsbarometer jährlich herausgibt. Insofern sind die Ergebnisse ermutigend, denn sie sprechen gegen eine tiefe gesellschaftliche Spaltung. Zugleich verweisen sie auf ein Kommunikationsproblem: Wir verständigen uns bei Konflikten zu wenig über das Gemeinsame. Von der Wissenschaft erwarten Menschen Orientierung. Sie soll Debatten versachlichen, wenn sie emotionalisiert werden, und intervenieren, wenn Fakten verzerrt dargestellt werden. Dass eine Mehrheit der Bevölkerung dies einfordert, unterstreicht die Schlüsselrolle der Wissenschaftskommunikation in polarisierten Debatten.“ Die Erwartungen an die Wissenschaft in kontrovers geführten Debatten sind hoch: 70 Prozent der Befragten wünschen sich, dass sich Forschende aktiv einbringen, wenn Fakten falsch dargestellt werden. Dass sie sich in stark polarisierten Debatten möglichst neutral verhalten, befürworten 47 Prozent.

Sollen die Klimaziele erreicht werden, muss Kohlendioxid raus aus der Atmosphäre. Mangroven- und Braunalgenwälder sowie Seegraswiesen erledigen dies auf natürlichem Wege. Was können diese Küstenökosysteme zum Schutz des Klimas beitragen? Und wie lassen sie sich leistungs- und widerstandsfähiger gestalten angesichts des Wandels? Mit Fragen wie diesen beschäftigt sich das Forschungsprojekt „sea4soCiety“, an dem Wissenschaftler*innen aus Mitgliedseinrichtungen der U Bremen Research Alliance maßgeblich beteiligt sind, wie etwa der Mangroven-Forscher, Prof. Dr. Martin Zimmer, und der Algenspezialist, Prof. Dr. Kai Bischof am MARUM, der an Braunalgenwäldern forscht. 

In einer Studie über die genetischen Grundlagen der Fortpflanzung von Roggen konnten Forschende zeigen, wie die Pflanzen ihre Gene neu kombinieren - und wie stark dieser Prozess auch von Umweltbedingungen wie Nährstoffmangel beeinflusst wird. Sie untersuchten die genetischen Grundlagen und die Umweltplastizität der meiotischen Rekombination in einer großen Roggenpopulation und nutzten dazu mehr als 500 Roggenpflanzen. Einige wuchsen unter normalen Bedingungen, andere unter Nährstoffmangel. „Wir konnten zeigen, dass sich die Gene der Pflanzen bei Nährstoffmangel deutlich weniger neu mischen als bei ausreichender Nährstoffversorgung“, sagt Christina Wäsch, die Erstautorin der Studie. „Das kann man sich so vorstellen wie beim Kartenspielen: Wenn die Karten nur halbherzig gemischt werden, entstehen weniger neue Kombinationen.“ Das Forschungsteam entdeckte auch Unterschiede zwischen den Pflanzentypen: Während die moderne Zuchtsorte in der Untersuchung relativ stabil blieb, reagierten alte Sorten und Wildformen sehr empfindlich auf den Stress, ergänzt Christina Wäsch. „Das zeigt, dass die genetische Vielfalt eine große Rolle dabei spielt, wie Pflanzen mit Umweltveränderungen umgehen.“ Die Ergebnisse haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) und der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) in der Fachzeitschrift New Phytologist veröffentlicht.

Der diesjährige Marie Heim-Vögtlin-Preis geht an die Evolutionsbiologin Anna Feller. Der Schweizerischer Nationalfonds (SNF) verleiht ihr die Auszeichnung für ihre wegweisende Forschung zur Artbildung und biologischen Vielfalt. Wer verstehen will, wie Biodiversität entsteht und erhalten bleibt, muss auch wissen, warum sich selbst eng verwandte Arten nicht miteinander fortpflanzen. Denn das würde zu einer Vermischung ihres Erbguts und letztlich dem Verschwinden von Arten führen. Genau diese Frage erforscht Evolutionsbiologin Anna Feller - zunächst an afrikanischen Buntbarschen und jüngst an nordamerikanischen Phlox-Wildblumen. Die krautigen Phlox-Arten wachsen in Präriegebieten mit überlappender geografischer Verbreitung – leben also teils Tür an Tür. Dennoch bleiben sie als klar unterscheidbare Arten bestehen. Feller erforschte, woran das liegt: etwa an unterschiedlichen Blüte- und Bestäubungszeiten oder an Unterschieden im Aufbau der Fortpflanzungsorgane. Innovativ an Fellers Arbeit ist, dass sie diese Kreuzungsexperimenten im Gewächshaus mit genetischen Analysen von wild wachsenden Phlox-Pflanzen kombiniert. Denn die Kombination der zwei Ansätze ermöglicht das Hinterfragen einer bisher kaum getesteten Annahme: Geben experimentell gemessene Barrieren wirklich gute Auskunft darüber, wie viel Genfluss in der Natur stattfindet? Für ihre 2024 im Fachmagazin Evolution pubilizierte Arbeit bekommt sie den mit 25.000 Franken dotierten Marie Heim-Vögtlin-Preis 2025. Die Preisverleihung findet am 25. November 2025 an der ETH Zürich statt.