Wochenchronik: Pflanzenforschung und Botanik KW #28 (2025)

Durch die Modellierung verschiedener Anpflanzungsstrategien und Baumartenmischungen bieten Forschende in einer neuen Studie Erkenntnisse für die nachhaltige Waldbewirtschaftung, die Wiederaufforstung und die Abschwächung des Klimawandels. Die in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlichte Studie zeigt, wie die räumliche Anordnung von Baumarten die Funktion und Produktivität von Waldökosystemen optimieren kann. Dazu nutzen die Forschenden des Deutschen Zentrums für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv), der Universität Leipzig, der Friedrich-Schiller-Universität Jena und des französischen Forschungszentrums CNRS Daten aus Feldversuchen und fortschrittliche Computermodelle, um verschiedene Anpflanzungsstrategien miteinander zu vergleichen. 

Ein internationales Forschungsteam hat ein Pangenom von Hordeum bulbosum erstellt, des nächsten wilden Verwandten der Gerste, auch Knollengerste genannt. Wilde Verwandte von Kulturpflanzen sind eine wichtige Quelle der genetischen Vielfalt, denn sie besitzen ein wertvolles Reservoir an Resistenzen gegen verschiedene biotische und abiotische Stressfaktoren und können daher für die Verbesserung von Kulturpflanzen genutzt werden. Für diese Studie sammelte Dr. Frank Blattner vom Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) Genotypen von H. bulbosum in natürlichen Populationen im gesamten Mittelmeerraum. In Kombination mit Akzessionen aus Genbanken führte dies zu einer Gruppe von 263 Genotypen. Dieses Panel umfasst sowohl diploide als auch tetraploide Zytotypen. Nach der Analyse ihrer Populationsstruktur hat das Forschungsteam zehn Chromosomengenome der Knollengerste in Referenzqualität erstellt und annotiert. Diese Studie wurde heute in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht. 

Ein interdisziplinäres Forschungsteam hat eine Methode entwickelt, um pflanzliche Membranlipide – sogenannte Glycosyl Inositol Phospho Ceramides (GIPCs) – automatisiert und hochpräzise zu analysieren. GIPCs sind die häufigsten Glycosphingolipide in Pflanzenmembranen und spielen eine zentrale Rolle für die Stabilität pflanzlicher Zellmembranen, die Anpassung an Umweltstress und die Immunantwort von Pflanzen. Die neue Methode auf Basis hochauflösender Massenspektrometrie ermöglicht erstmals die automatisierte Annotatierung multiglycosylierter GIPC-Strukturen. Die Anwendung auf Gerstenkörner zeigte: GIPCs verändern sich dynamisch im Verlauf der Kornentwicklung und reagieren deutlich auf Hitzestress. Dabei kommt es zu einer spezifischen Umstrukturierung bestimmter GIPC-Gruppen. Diese am 26. Juni im Fachmagazin The Plant Journal veröffentlichten Ergebnisse von Arbeitsgruppen der Universität Wien und der Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden (HTWD) liefern wertvolle Hinweise darauf, wie sich Pflanzen an steigende Temperaturen anpassen und können langfristig zur Züchtung klimastabiler Sorten beitragen. 

Naturwissenschaftliche und naturwissenschaftsdidaktische Gesellschaften äußern sich in einer Stellungnahme kritisch zu einem möglichen „Verbundfach Naturwissenschaften“, das perspektivisch den Fachunterricht in Biologie, Chemie und Physik in der Sekundarstufe I ersetzen könnte. Diese Option war von der Ständigen Wissenschaftlichen Kommission (SWK) der Kultusministerkonferenz (KMK) zur Prüfung empfohlen worden. Die Gesellschaften befürworten stattdessen ein „Kooperationsmodell Naturwissenschaften“. Ein Verbundfach kann schnell auf ein bildungspolitisches Sparmodell reduziert werden, befürchten die an der Stellungnahme beteiligten Gesellschaften 

• Verband Biologie, Biowissenschaften und Biomedizin in Deutschland (VBIO) und Fachsektion Didaktik der Biologie (FDdB) im VBIO
• Fachgruppe Chemieunterricht (FGCU) der GDCh und Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh)
• Deutsche Physikalische Gesellschaft (DPG)
• Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik (GDCP). 

Die Gesellschaften sprechen sich für den Erhalt und eine engere Kooperation der Einzelfächer, Biologie, Chemie und Physik mit ihren jeweiligen fachlichen Profilen in der Sekundarstufe I aus und liefern Vorschläge, wie dennoch zentrale Anliegen des SWK-Gutachtens erreicht werden können.

Eine Studie zeigt, dass sowohl visuelle als auch akustische Reize unsere Wahrnehmung von Biodiversität beeinflussen. Darin beurteilten zwei Gruppen von je 48 Teilnehmerinnen und Teilnehmern entweder Fotografien oder Tonaufnahmen aus Wäldern mit unterschiedlich hoher Biodiversität. Sie sollten diese nach dem wahrgenommenen Grad an Vielfalt einordnen. Die Auswertung ergab, dass visuelle Vielfalt vor allem mit Farbgebung, Vegetationsdichte, Lichtstimmung und Waldstruktur assoziiert wurde. Akustische Vielfalt hingegen wurde durch Aspekte wie Vogelgesang, Lautstärke und saisonale Faktoren – beispielsweise Frühlingsgesänge – geprägt. Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer waren etwas treffsicherer, wenn sie die Biodiversität in Wäldern über Tonaufnahmen einschätzen. Die Untersuchung wurde von Forschenden des Deutschen Zentrums für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv), der Friedrich-Schiller-Universität Jena, dem Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung – UFZ sowie der Universität Leipzig durchgeführt in People and Nature veröffentlicht. Sie vereint Methoden der Umweltpsychologie mit Ansätzen aus der Wald- und Umweltakustik. 

Dörfer spielen für den Erhalt der biologischen Vielfalt eine zentrale Rolle – insbesondere in waldreichen Landschaften. Das zeigt eine aktuelle Studie, die in Nature Sustainability erschienen ist. Ein internationales Forschungsteam unter Beteiligung der Hochschule Anhalt hat untersucht, wie Landschaftsstrukturen, die Nähe zu Städten, Artenvielfalt und menschliches Wohlbefinden zusammenhängen. Die Ergebnisse sind wegweisend für die Entwicklung des ländlichen Raums. 

Die wiederkehrenden Hitze- und Dürrejahre seit 2018 haben einen Kiefernwald bei Hartheim am Rhein in Südwestdeutschland langfristig geschädigt. Mithilfe von Satelliten- und Klimadaten sowie ökophysiologischen Messungen belegen die Forschenden, dass über 60 Prozent der Kiefern abstarben. Laubbäume wie die Hainbuche oder Linde ersetzen die absterbenden Kiefern, können aber den Verlust an CO₂-Speicherkapazität noch nicht vollständig kompensieren. Nach 2018 wandelte sich der Wald von einer Kohlenstoffsenke zu einer Kohlenstoffquelle. Seitdem setzt er also durchschnittlich mehr CO₂ frei, als er der Atmosphäre entziehen kann. Das zeigt eine aktuelle Studie der Universität Freiburg anhand von langjährigen Daten, die in der Fachzeitschrift Plant Biology veröffentlicht wurde. 

Bei Verwundung durch Fressfeinde setzen Tomatenpflanzen das Signalpeptid Systemin frei, das im Zentrum der Abwehrmechanismen steht. Wie das Systemin-Signal in der Zelle verarbeitet wird, haben nun Forschende der Universität Hohenheim in Stuttgart aufgedeckt. Eine Schlüsselrolle spielt ein Enzym mit dem Namen Poltergeist-like Phosphatase (PLL2). Es wird durch das Systemin-Signal aktiviert und ist für die Zielgenauigkeit der Abwehrreaktionen verantwortlich. Die Arbeiten wurden im Rahmen des SFB 1101 „Molekulare Kodierung von Spezifität in pflanzlichen Prozessen“ in Kooperation mit der Eberhard-Karls-Universität Tübingen durchgeführt. Nachzulesen sind die Ergebnisse aus der Grundlagenforschung in der Fachzeitschrift Nature Plants. 

Die Anfang Juli von der EU-Kommission vorgestellte Strategy for European Life Sciences ist nach Einschätzung des Verbandes Biologie, Biowissenschaften und Biomedizin in Deutschland (VBIO) ein starkes Signal für die Lebenswissenschaften. Doch die Strahlkraft der Strategie wird sich erst nach ihrer Umsetzung in konkrete Maßnahmen entwickeln können. Die aktive Einbindung der Grundlagenforschung sei ebenso essentiell wie die nachhaltige Sicherung wissenschaftlicher Dateninfrastrukturen. Erforderlich seien mutige Schritte zur Entbürokratisierung im Hochschul- und Forschungsbereich, vor allem aber im Bereich von Biotechnologie und Gentechnik. Sektorübergreifende Themen wie One Health oder Bioökonomie werden nehmen an Bedeutung zu und bedürfen einer verbindlichen Governance.