Wochenchronik: Pflanzenforschung und Botanik KW #36 (2025)

Das Verhältnis bestimmter Duftmoleküle gibt präzisen Aufschluss über den Stresszustand des Regenwaldes, zeigt eine neue Studie des Max-Planck-Instituts für Chemie (MPIC), die im Fachjournal Communications Earth & Environment erschienen ist. Das Verhältnis dieser Enantiomer genannten Spiegelmoleküle von α-Pinen offenbarte präzise den Trockenstress im Amazonas-Regenwald. Während der Rekorddürre 2023 veränderte sich das Mengenverhältnis der beiden Formen von α-Pinen deutlich – ein direkter Hinweis auf Stress und Stoffwechselumstellung der Pflanzen. Pflanzen schalten unter extremem Trockenstress die Fotosynthese ab und geben verstärkt Monoterpene aus Speichern ab. Die Messungen im Amazon Tall Tower Observatory (ATTO) ermöglichen es, diese Stresssignale direkt aus der Luft zu erfassen. Die gewonnenen Daten sind wertvoll für Klima­modelle, um die Auswirkungen häufiger und intensiverer Dürren realistisch abzubilden. 

Der Klimawandel gefährdet die Meeres- und Küstenökosysteme im Mittelmeerraum. Erwärmung, Meeresspiegelanstieg und Versauerung treten dort intensiver und schneller auf, als im globalen Durchschnitt. Der Weltklimarat IPCC bezeichnet das Mittelmeer als einen „Hotspot des Klimawandels“. Eine aktuelle Studie unter Leitung des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel hat untersucht, wie stark das Meeres- und Küstenökosysteme im Mittelmeer schon bei weiterer, vergleichsweise geringer, Erwärmung gefährdet sind. Dafür wurden 131 wissenschaftliche Studien im Rahmen einer Meta-Analyse ausgewertet. Die Forschenden haben eine Vielzahl von Meeresökosystemen in den Blick genommen: von Seegraswiesen über Fische und Makroalgen bis zu Meeressäugern und Schildkröten. Die Erwärmung und Versauerung des Mittelmeers verändern ganze Lebensgemeinschaften. Planktonarten verschieben sich, giftige Algenblüten und Bakterien treten häufiger auf. Bei einer zusätzlichen Erwärmung von 0,8°C würden Seegraspflanzen wie Posidonia oceanica massiv zurückgehen und bis 2100 ganz verschwinden. Auch Seetangarten wie Cystoseira würden zurückgehen, während die Populationen wärmeliebender invasiver Algen zunehmen könnte. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift Scientific Reports erschienen. 

Die Pflanzenwissenschaftlerin Dr. Isabel Saur ist vom Europäischen Forschungsrat (ERC) mit einem Starting Grant ausgezeichnet worden. Saur vom Institut für Pflanzenwissenschaften der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität zu Köln wird mit dem Projekt Molecular determinants underlying non-host resistance to devastating fungal diseases of cereal plants" (noDisease) mit rund 1,5 Mio. Euro gefördert. Das Projektteam von noDisease möchte verstehen, welche genetischen und molekularen Faktoren diese natürliche Immunität des Weizens gegenüber Blumeria hordei ermöglichen. Das Projekt hat zum Ziel, die gewonnenen Erkenntnisse auf anfällige Nutzpflanzen zu übertragen und so krankheitsresistente Sorten zu generieren. Mithilfe moderner molekularbiologischer und biochemischer Hochdurchsatzmethoden sollen die relevanten Resistenzgene schnell identifiziert, charakterisiert und ihre Wirkung untersucht werden. Parallel dazu wird geprüft, ob diese Gene zwischen Pflanzenarten übertragen werden können und ob ihre krankheitsabwehrende Wirkung in verschiedenen Kulturen stabil bleibt. Mit diesem innovativen Ansatz möchte noDisease langfristig dazu beitragen, robuste, umweltfreundliche und nachhaltige Pflanzensorten zu entwickeln, die gegen Pilzkrankheiten gewappnet sind. „Durch den ERC Grant können wir Strategien zur Identifizierung von Nicht-Wirtsresistenzen entwickeln, welche unabhängig davon sind, ob eine Pflanze mit einer Nicht-Wirtspflanze gekreuzt werden kann. Dies ist bisher nur sehr eingeschränkt möglich“. Isabel Saur ist Teil des Cluster of Excellence on Plant Sciences (CEPLAS), in dem die beteiligten Wissenschaftler*innen innovative Strategien für eine nachhaltige Pflanzenproduktion entwickeln.

Für seine Forschung zur Pflanzenwelt auf Inseln erhält Dr. Julian Schrader einen der Starting Grants des Europäischen Forschungsrats ERC. Die Förderung über 1,5 Millionen Euro nutzt der Biologe, um das Zusammenspiel von Klimawandel und der Verbreitung von Pflanzenarten zu untersuchen. Dafür wechselt er von der Macquarie University in Sydney, Australien, an die Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) und das Deutsche Zentrum für Biodiversitätsforschung Halle-Jena-Leipzig (iDiv). „Weltweit verlagern sich Klimazonen immer mehr in Richtung der Pole – und mit ihnen die Lebensräume vieler Arten. Das Überleben von Pflanzenarten hängt stark davon ab, ob sie den Bewegungen folgen können oder nicht. Über diese Migrationsprozesse, die zugrundeliegenden Details und die Folgen für die Artengemeinschaft wissen wir noch sehr wenig“, sagt Schrader. Diese Wissenslücke möchte der Biologe mit seinem vom ERC geförderten Forschungsprojekt schließen.

Beobachtungen aus 35 Jahren Amazonas-Forschung zeigen, welche Folgen der globale Klimawandel und die lokale Abholzung auf den Regenwald haben. Eine im Fachmagazin Nature Communications erschienene Studie quantifiziert die Klimaänderungen im Regenwald durch lokale Abholzung und den globalen Klimawandel getrennt voneinander. Damit haben die Forschenden aus Brasilien und vom Max-Planck-Institut für Chemie erstmals die Auswirkungen der lokalen Abholzung und des globalen Klimawandels auf das Klima im Amazonasgebiet getrennt voneinander quantifiziert: Die Daten zeigen, dass die Entwaldung mit 75 Prozent die Hauptursache für den Rückgang der Niederschläge während der Trockenzeit ist. Die Niederschlagsmenge ist seit 1985 um 21 Millimeter gesunken. 

In den letzten 20 Jahren hat die Anzahl der Neophyten wie etwa Ragweed in Österreich um fast die Hälfte zugenommen: Zu diesem Ergebnis kommt eine aktualisierte Übersicht aller gebietsfremden Pflanzenarten, die in der Fachzeitschrift Preslia veröffentlicht wurde. Seit dem Jahr 2002 sind 549 gebietsfremde Arten neu hinzugekommen, davon haben sich 94 bereits fest in der heimischen Flora eingebürgert, berichtet das Team vom Department für Botanik und Biodiversitätsforschung der Universität Wien. Die Ursachen für diese rasante Zunahme sind vielfältig – entscheidend sind jedoch der beschleunigte Klimawandel, zunehmender globaler Waren- und Personenverkehr sowie Veränderungen in Landnutzung und Gartenbau.

Seegraswiesen zählen zu den effektivsten natürlichen Kohlenstoffspeichern unserer Meere und könnten künftig eine zentrale Rolle im naturbasierten Klimaschutz spielen. Das Verbundprojekt SeaStore verfolgt das Ziel, Seegraswiesen in der Ostsee wiederanzusiedeln. Die Technische Universität Berlin ist mit einem zentralen Beitrag beteiligt. Dafür entwickelt sie entwickelt ein datenbasiertes Entscheidungsunterstützungssystem, das Behörden und andere Interessierte bei der Planung und Durchführung von Wiederansiedlungen unterstützt. Im vergangenen Jahr wurde SeaStore im Rahmen der UN-Dekade zur Wiederherstellung von Ökosystemen als Projekt ausgezeichnet und im Mai 2025 wurde SeaStore II im Rahmen des Aktionsprogramms Natürlicher Klimaschutz vom Bundesamt für Naturschutz zum Projekt des Monats gewählt. Projektpartner*innen im Verbundprojekt SeaStore sind Arbeitsgruppen an der Leibniz-Universität Hannover (Leitung), dem GEOMAR in Kiel, den Universitäten in Kiel und Greifswald, dem Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde IOW sowie EUCC – Die Küsten Union Deutschland e.V. Das Projekt SeaStore, gefördert im Rahmen des Aktionsprogramms Natürlicher Klimaschutz vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt sowie vom Bundesministerium für Umwelt, Klimaschutz, Naturschutz und nukleare Sicherheit, versteht sich auch als Wissens-Hub für weitere Initiativen.

An Pflanzenfossilien hat ein Team von Paläontologinnen und Paläontologen unter Beteiligung des Museums für Naturkunde Berlin (MfN) die ältesten Fraßgänge von Insektenlarven im Inneren von Blättern - auch Blattminen genannt - mit dazugehörigen Eiablagen beschrieben. Spektakulär ist die Häufigkeit des Befalls der fossilen Pflanzen mit Blattminen, was als älteste Insektenplage der Erdgeschichte bezeichnet werden kann. Die Funde, die sich unter anderem in der Sammlung des Berliner Naturkundemuseums befinden, zeigen, dass dieses hoch spezialisierte Verhalten von Insektenlarven bereits vor 295 Mio. Jahren existierte und damit rund 40 Mio. Jahre früher als bisher angenommen, folgern die Forschenden im Fachmagazin Scientific reports. Dies unterstreicht einmal mehr die Relevanz naturkundlicher Sammlungen.

Die Weltmeere haben während der beispiellosen marinen Hitzewelle im Jahr 2023 deutlich weniger CO₂ aufgenommen als erwartet, zeigt ein internationales Forschungsteam unter Leitung der ETH Zürich. In einer Studie in Fachmagazin Nature Climate Change zeigen die Forschenden auf, dass der globale Ozean 2023 fast eine Milliarde Tonnen oder rund zehn Prozent weniger CO₂ aufnahm als aufgrund früherer Jahre erwartet. Das entspricht etwa der Hälfte der gesamten CO₂-Emissionen der EU oder mehr als dem 20-Fachen derjenigen der Schweiz. "Das ist keine gute Nachricht", hält Nicolas Gruber fest, Professor für Umweltphysik an der ETH Zürich, “doch die Abnahme ist kleiner als befürchtet.”

Seit heute leitet Prof. Dr. Julia Bechteler die neue Arbeitsgruppe „Ökologie & Evolution der Moose“ am Senckenberg Institut für Pflanzenvielfalt (SIP) an der Universität Jena. Das ist die erste Professur für Moose in Deutschland. Im Zentrum von Bechtelers Forschung stehen die Anpassungsmechanismen von Pflanzen an extreme Umweltbedingungen. Neben ihrer Arbeit in der Grundlagenforschung wird sie die Sammlung der Moose und Flechten des Herbarium Haussknecht weiterentwickeln, um deren Potenzial für die Biodiversitäts- und Klimaforschung noch stärker nutzbar zu machen. Vielen in unserer DBG ist Bechteler in ihrer Rolle als Research Review Editor in unserem Journal Plant Biology bekannt.