Wochenchronik: Pflanzenforschung und Botanik KW #25 (2026)

Ein internationales Forschungsteam hat mit Hilfe Künstlicher Intelligenz (KI) ein Modell entwickelt, das vorhersagt, an welchen Stellen regulatorische Proteine an die pflanzliche DNA andocken, um anschließend Gene ein- und auszuschalten. Das Modell, das mit umfangreichen Genomdaten der Modellpflanze Arabidopsis thaliana trainiert wurde, lässt sich auch auf Nutzpflanzen übertragen. Damit lässt sich insgesamt besser verstehen, wie die genetische Variation die Leistungsfähigkeit von Nutzpflanzen beeinflusst. Die Studie unter Führung des Forschungszentrums Jülich und des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) mit dem Titel Genome-wide modelling of plant transcription factor binding captures regulatory variants associated with phenotypic traits wurde im Fachmagazin Nature Communications veröffentlicht.

Pflanzen, Tiere und Mikroorganismen kommunizieren ständig über chemische Signale. Eine Forschungsgruppe zeigt nun, dass diese Signale in der Umwelt zu komplexen „chemischen Landschaften“ verschmelzen, die weit mehr bewirken als ihre einzelnen Bestandteile. Diese chemischen Landschaften können neue ökologische Wirkungen entfalten, die sich nicht aus einzelnen Stoffen allein erklären lassen. Die Studien-Ergebnisse liefern wichtige Ansätze, um Biodiversität besser zu verstehen und Ökosysteme angesichts von Klimawandel und Artenverlust wirksamer zu schützen. Die Mitte Mai im Fachjournal Nature Ecology & Evolution veröffentlichte Studie entstand im Rahmen der DFG-geförderten Forschungsgruppe „Ökologie und Evolution der intraspezifischen Chemodiversität von Pflanzen“ (FOR 3000), die von der Universität Bielefeld koordiniert wird.

Die unter dem Dach von „Wissenschaft verbindet“ (wissenschaft-verbindet.de) zusammengeschlossenen mathematisch-naturwissenschaftlichen Gesellschaften – neben dem Verband Biologie, Biowissenschaften und Biomedizin in Deutschland (VBIO) auch der DVGeo, die DMV, die DG und die GDCh – begrüßen die Absicht, im Wissenschaftszeitvertragsgesetz (WissZeitVG) faire Mindeststandards zu setzen, Missbrauch zu begrenzen und Qualifizierung verlässlicher zu machen. Es ersetzt jedoch weder eine auskömmliche Finanzierung noch tragfähige Personalstrukturen oder die institutionelle Verantwortung für Karriereentwicklung. Eine Novelle muss daher eingebettet sein in eine umfassendere Strukturreform, die sowohl die Interessen der Einrichtungen als auch die berechtigten Erwartungen von Studierenden, Promovierenden, Postdocs und fortgeschrittenen Nachwuchswissenschaftler/-innen berücksichtigt.

Der Biophysiker Prof. Dr. Joachim Heberle wird mit der renommierten Peter Mitchell Medaille ausgezeichnet, die für grundlegende Beiträge zum Verständnis biologischer Energieumwandlung verliehen wird – insbesondere zu Prozessen wie Protonentransport, Zellatmung, Photosynthese und membrangebundenen Proteinen. Der experimentelle Biophysiker Joachim Heberle vom Fachbereich Physik der Freien Universität Berlin hat mit seinen Forschungen zu Membranproteinen, Protonentransport und lichtgetriebenen biologischen Prozessen internationale Maßstäbe gesetzt. Besonders hervorzuheben sind seine Beiträge zum Verständnis der Funktion von Rhodopsinen, also lichtempfindlichen Rezeptormolekülen, und anderer energieumwandelnder Proteinsysteme. Diese Forschung bildete einen zentralen Schwerpunkt des Sonderforschungsbereichs SFB 1078 „Protonierung und Dynamik in Proteinen“, dessen Sprecher Joachim Heberle von 2017 bis 2024 war. Die Medaille ist nach dem britischen Biochemiker Peter Mitchell benannt, der 1978 den Nobelpreis für Chemie erhielt, und während der European Bioenergetics Conference (EBEC) an Forschende verliehen.

Als die ersten Pflanzen vor über 500 Millionen Jahren das Wasser verließen und an Land siedelten, waren sie völlig neuen Gefahren ausgesetzt, wie Trockenheit, wechselhaften Temperaturen und praller Sonne. Besonders bedrohlich war die UV-Strahlung, denn sie kann DNA, Proteine und Zellstrukturen schädigen. Wie haben die Vorfahren der heutigen Moose, Bärlapp-, Schachtelhalm-, Farngewächse und Samenpflanzen das überlebt? Eine mikroskopisch kleine Alge, die eng mit den frühesten Landpflanzen verwandt ist, gibt nun Aufschluss: Bei ihr haben Forschende der Universität Göttingen ein ausgeklügeltes System von biologischen Mechanismen zur Abwehr von Sonnenschäden entdeckt. Die einzellige Grünalge Mesotaenium endlicherianum aus der Gruppe der Schmuckalgen (Zygnematophyceae) war im Labor intensiver UV-B-Strahlung ausgesetzt und reagierte darauf unmittelbar: Innerhalb einer Stunde sank ihre Photosynthese-Effizienz. Gleichzeitig begannen die Zellen, sich umzubauen, bildeten Vakuolen und verlagerten ihre Chloroplasten. Zusätzlich wurden in der bestrahlten Grünalge Gene aktiv, die mit Stressreaktionen in Verbindung stehen. Darüber hinaus produzierte die Grünalge als Reaktion auf die UV-Strahlung Phenole, die bei Landpflanzen als UV-Schutz und Antioxidantien wirken. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Current Biology veröffentlicht.

Heute haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler bei einem Fachsymposium in Schwedt ihre Ergebnisse zur Oder-Umweltkatastrophe 2022 vorgestellt und Bundesumweltminister Carsten Schneider einen Bericht mit Handlungsempfehlungen übergeben. Die Forschenden empfehlen unter anderem, die Salz- und Nährstoffbelastung zu senken, Auen zu revitalisieren und mehr Wasser in der Landschaft zurückzuhalten, um die Widerstandskraft des Flusses langfristig zu stärken. Unter Federführung des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) hatte das Forschungsteam im Sonderuntersuchungsprogramm zur Umweltkatastrophe in der Oder (ODER~SO) die ökologischen Folgen der Katastrophe, die bisherige Entwicklung und Erholung des Ökosystems sowie mögliche Vorsorge- und Revitalisierungsmaßnahmen untersucht. Dafür wurden umfangreiche Feld- und Laborhuntersuchungen durchgeführt, etwa zur Wasserchemie, zur Algenentwicklung, zu Fischbeständen, wirbellosen Tieren sowie zu Lebensräumen in der Oder, ihren Nebengewässern und Auen. Im August 2022 waren in der Oder auf einer Strecke von mehr als 300 Flusskilometern schätzungsweise 1.000 Tonnen Fische, unzählige Großmuscheln und weitere Organismen verendet. Ursache war die massive Vermehrung der giftbildenden Brackwasseralge Prymnesium parvum, die nicht in der Oder heimisch ist und von unnatürlichen Umweltbedingungen wie hohem Salzgehalt aus bergbaulichen Einleitungen und allgemein zu hoher Nährstoffbelastung im Gewässer profitierte.