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Erderwärmung und Massensterben: Was wir von Pflanzen der letzten Eiszeit lernen können

Schwimmende Bohrplattform zur Entnahme von Sedimentkernen aus Seen in Alaska. Foto: Weihan Jia, AWI

Die Erderwärmung führt derzeit zu einem rasanten Aussterben von Pflanzenarten. Schätzungen zufolge sind seit 1750 um die 600 Pflanzenarten ausgestorben - doppelt so viele wie Tierarten. Doch welche sind besonders stark betroffen? Und wie wirkt sich eine Veränderung der Biodiversität eigentlich auf die Interaktionen zwischen Pflanzen aus? Forschende des Alfred-Wegener-Instituts (AWI) haben sich diese Fragen gestellt und in zwei aktuellen Studien Antworten in der Vergangenheit gefunden. Dabei haben sie mit einer neuen Methode alte DNA in Sedimentkernen aus Seen aus Alaska und Sibirien analysiert und konnten so die Veränderungen der Vegetation in diesen Regionen nachvollziehen. Die Kerne enthielten alte, fragmentierte DNA aus abgelagerter Pflanzenbiomasse der vergangenen 30.000 Jahre. Die Forschenden konnten so erstmals Aussterberaten von Pflanzen liefern, die nun als Referenzdaten genutzt werden können, um die aktuellen Veränderungen in den arktischen Ökosystemen besser einzuordnen. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Forschenden in der Fachzeitschrift Nature Communications (DOI: 10.1038/s41467-025-56176-3 und 10.1038/s41467-024-55542-x).

Quelle: AWI
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Kakaoanbau fördern, ohne Wälder zu verlieren

Kakaobäume liefern mit der Zeit immer weniger Ertrag, sodass Produzierende gezwungen sind, ihre Plantagen zu erneuern. Dafür legen sie traditionell neue Kulturen an – und zwar in Waldbereichen, die dafür gerodet werden. Ein alternativer Ansatz besteht darin, hochproduktive, einheimische Sorten auf die vorhandenen älteren Kakaobäume zu pfropfen und so zu veredeln. Ein internationales Team unter Leitung der Universität Göttingen hat herausgefunden, dass diese Veredelung eine sinnvolle Maßnahme ist, um den Ertrag und den Gewinn bei minimalen Auswirkungen auf die biologische Vielfalt zu erhöhen. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Journal of Applied Ecology veröffentlicht.

Quelle: Uni Göttingen
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Epigenetischer Zustand des Chromosoms bleibt nach Inversion durch CRISPR/Cas stabil

Der epigenetische Zustand des Chromatins sowie die Genaktivität und die Position der Gene auf dem Chromosom stehen in einer Wechselbeziehung zueinander. Ein Forschungssteam des IPK Leibniz-Instituts (IPK) und des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) hat untersucht, ob die Chromosomenposition auch die epigenetische Stabilität und die Genexpression beeinflusst. Das Team nutzte die CRISPR/Cas-Technologie, um die Chromosomen gezielt zu verändern. Die Ergebnisse der Studie wurden in der Fachzeitschrift New Phytologist veröffentlicht.

Quelle: IPK
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Mangrovenwälder am Amazonas liefern Nährstoffe für den Ozean

Forschende vom GEOMAR, der Universität Bremen und der Universität Oldenburg kämpfen sich durch Schlamm, Krabbenhöhlen und Mangrovenwurzeln, beladen mit Ausrüstung für die Probenahme von Grundwasser, Porenwasser und Sedimenten, um die geochemischen Prozesse in diesem einzigartigen Ökosystem zu erforschen. Foto: Nico Fröhberg

Die Mangrovenwälder entlang der Küsten Amazoniens setzen erhebliche Mengen an Spurenelementen wie Neodym und Hafnium frei. Diese Elemente und deren isotopische Zusammensetzung können dazu dienen, den Eintrag von Mikronährstoffen zu entschlüsseln, die essentiell für das Leben im Meer sind. Forschende des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel haben untersucht, wie diese Prozesse ablaufen und wie groß ihre Bedeutung für den Ozean ist. Ihre Studie wurde am 8. Januar in der Fachzeitschrift Nature Communications Earth & Environment veröffentlicht.

Quelle: GEOMAR
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Neue Erkenntnisse über die Immunantwort von Pflanzen

Modell der systemischen Immunreaktion: Links: Krankheitserreger lösen die initiale Immunreaktion aus. Dabei wird die Kinase „BIK1“ aktiviert. In der Folge produziert diese Zelle extrazelluläre Sauerstoffradikale, die zur Oberfläche benachbarter Zellen diffundieren. Mitte: Diese Sauerstoffradikale lösen in der Nachbarzelle nicht nur neue Kalziumsignale aus, sondern setzen das auch das kalziumabhängige Kinase-Tandem („CIPK26“/“CPK5“) in Gang, das wiederum über die NADPH-Oxidase (blau) Sauerstoffradikale freisetzt. Rechts: Das Signal breitet sich weiter aus, ohne dass die Zellen mit dem Krankheitserreger in Kontakt kommen. Grafik und (c): Philipp Köster, AG Kudla

Ein Team um den Biologen Prof. Dr. Jörg Kudla von der Universität Münster hat wichtige Komponenten und Mechanismen der molekularen Maschinerie identifiziert, die die Information über einen erfolgten Schädlingsbefall innerhalb des pflanzlichen Organismus weiterleitet. Eine zentrale Schaltstelle ist ein kalziumaktiviertes "Kinase-Tandem“.  Die nun in der Fachzeitschrift Science Advances veröffentlichte Studie gibt auch Hinweise darauf, wie es Pflanzen gelingt, Immunsignale von Zelle zu Zelle zu verbreiten, ohne dabei andere Signalketten in den betroffenen Zellen zu stören.

Quelle: Uni Münster
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Wie der Mensch die Vergangenheit und Zukunft von Paranusswäldern geprägt hat

Forschende der Max-Planck-Institute für Geoanthropologie und Biologie Tübingen nutzen Genomdaten, um den Rückgang der genetischen Vielfalt, insbesondere bei den Paranussbäumen (Bertholletia excelsa), im Amazonasbecken zu untersuchen. Sie möchten verstehen, wie die genetische Gesundheit und Anpassungsfähigkeit dieser Schlüsselart zusammenhängen, ihre demografische Geschichte rekonstruieren und die langfristigen Auswirkungen menschlicher Interaktionen auf Waldökosysteme bewerten können. Die im Fachmagazin Current Biology veröffentlichten Ergebnisse heben die Notwendigkeit von Konservierungsstrategien hervor, die sowohl ökologische als auch anthropogene Faktoren berücksichtigen.

Quelle: MPI für Biologie Tübingen