Wochenchronik: Pflanzenforschung und Botanik KW #38 (2025)

Angesichts des Klimawandels und zunehmender Dürren steht der Amazonas-Regenwald unter immer größerem Druck. Eine neue Studie von Senckenberg-Forschenden zeigt, dass nicht nur die Größe oder Artenvielfalt des Waldes entscheidend für seine Widerstandsfähigkeit ist, sondern vor allem die hydraulische Vielfalt der Bäume. Wälder mit einer größeren Bandbreite hydraulischer Strategien – von tiefen Wurzeln über widerstandsfähige Leitbündel bis hin zu unterschiedlichen Wachstumsraten – überstehen Dürren deutlich besser. Dieses Ergebnis des Teams um Dr. Liam Langan vertieft nicht nur das Verständnis der Walddynamik, sondern hat auch weitreichende Auswirkungen auf Naturschutzstrategien und Klimamodelle. Veröffentlicht ist die Studie in Nature Communications. 

Die Erhöhung der Baumartenvielfalt gilt als Strategie, um Wälder klimaresilienter zu machen. Eine neue internationale Studie unter Leitung der Universität Freiburg zeigt jedoch, dass eine hohe Artenvielfalt die Dürreresistenz von Wäldern nicht in jedem Fall verbessert. Durch die Analyse der Jahrringe von 1.600 Bäumen aus 68 Artenmischungen in Europa fanden die Forschenden heraus, dass sich bei langanhaltenden Dürren die anfänglich positive Wirkung einer hohen Baumartenvielfalt auf das Baumwachstum ins Negative verkehren kann. Entscheidend für den Aufbau klimaresilienter Wälder sind daher die sorgfältige Auswahl und Kombination von Baumarten sowie lokal angepasste Bewirtschaftungsstrategien, so die Forschenden. Ihre Ergebnisse veröffentlichte das Team um Hernán Serrano-León im Fachmagazin Global Change Biology. 

Blühstreifen zwischen Ackerflächen sind die beliebteste Agrarumweltmaßnahme. Sie locken Blütenbesucher wie Schmetterlinge und Wildbienen an, verschönern das Landschaftsbild und sind schnell angelegt. Das Ziel einer strukturell vielfältigen und damit auch besonders artenreichen Agrarlandschaft wird jedoch verfehlt, wenn es bei Blühstreifen bleibt und weitere Maßnahmen ausbleiben, die verschiedene Lebensräume über die gesamte Landschaft hinweg schaffen und erhalten. Wie Agrarlandschaften gestaltet sein müssen, sodass sie viele Arten beherbergen und andere sozial-ökologische Funktionen wie Erholung und Klimaschutz gewährleisten, haben Forschende der Abteilung Funktionelle Agrobiodiversität & Agrarökologie der Universität Göttingen jetzt in der Fachzeitschrift Biological Conservation beschrieben. 

Ein Team um Rupert Seidl, Professor für Ökosystemdynamik und Waldmanagement, Thomas Knoke, Professor für Waldinventur und nachhaltige Nutzung, und Doktorand Johannes Sonnweber Mohr der Technischen Universität München (TUM) hat erstmals berechnet, welche wirtschaftlichen Einbußen der Klimawandel in Europas Wäldern mit sich bringen kann. Die Zahlen zeigen große regionale Unterschiede: Während Nordeuropa vom schnelleren Holzwachstum profitieren könnte, drohen in Zentral- und Südeuropa Verluste, wie sie im Fachmagazin Nature Climate Change berichten. Weitere Störfaktoren können hinzukommen, deshalb empfehlen die Forschenden eine Anpassung der Forstwirtschaft. 

Forschende haben erstmals umfassenden Einblick über das „Pocketom“ mithilfe von KI-vorhergesagten Proteinstrukturen erhalten. Die systematische Untersuchung aller Bindungsstellen – des „Pocketoms” – bei elf verschiedenen Arten aus unterschiedlichen Lebensbereichen haben Forschende des Max-Planck-Instituts für Molekulare Pflanzenphysiologie (MPI-MP) nun in der Fachzeitschrift PLoS Computational Biology veröffentlicht. Mithilfe von über 220.000 KI-vorhergesagten Proteinstrukturen aus der AlphaFold-Datenbank und hochentwickelten computergestützten Taschenerkennungswerkzeugen identifizierten die Bioinformatiker Hanne Zillmer und Dirk Walther fast 100.000 potenzielle Bindungsstellen in den elf Arten. Sie verglichen und gruppierten diese Stellen innerhalb und zwischen den Arten und erstellten eine globale „Karte” der Bindungsstellen und ihrer zugehörigen Merkmale. Zu den analysierten Proteomen gehörten diejenigen von Menschen, Mäusen, Hefen, dem Darmbakterium E. coli und einer Nematodenart sowie wichtige Nutzpflanzenarten wie Reis und Mais.

Das Verbundprojekt Landwirtschaft 4.0 ohne chemisch-synthetischen Pflanzenschutz (NOcsPS, Aussprache: nʌps) unter Leitung der Uni Hohenheim erhält weitere 5 Millionen Euro für Weiterentwicklung von Anbausystemen ohne chemisch-synthetischen Pflanzenschutz. Stand in der ersten Förderphase vor allem der Ackerbau im Vordergrund, wollen die Forschenden nun die Anbausysteme zu einem praxistauglichen Gesamtsystem ausbauen. Um stabile Erträge zu sichern und die Marktfähigkeit der Produkte zu gewährleisten, setzen sie auf digitale Technologien und durchdachte landwirtschaftliche Kreisläufe. Die NOcsPS-Anbausysteme könnten eine realistische Alternative bzw. Ergänzung zu etablierten landwirtschaftlichen Anbausystemen sein: Sie verzichten vollständig auf chemisch-synthetische Pflanzenschutzmittel, nutzen jedoch Mineraldünger. So fördern sie die Biodiversität, verringern Umweltbelastungen und stoßen auf positive Resonanz in der Bevölkerung. Weitere Projektbeteiligte sind das Julius Kühn-Institut (JKI) und die Universität Göttingen sowie eine Reihe von Praxispartnern.

Extrem zwergwüchsiger Weizen weist eine ungünstigere Gluten-Zusammensetzung auf als halbzwerg-, zwerg- oder hochwüchsiger Weizen und liefert damit Mehle mit schlechteren Backeigenschaften. Das schildern Forschende des Leibniz-Instituts für Lebensmittel-Systembiologie an der Technischen Universität München (LSB) und des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK). Im Fachjournal Food Science & Nutrition verglich das Forschungsteam hochwüchsigen Wildtyp-Weizen mit fünf nahezu identischen Varianten in vier Weizenlinien, die sich lediglich in den Rht-Genen unterschieden. Alle Linien wurden über drei Vegetationsperioden am IPK in Gatersleben angebaut, um vergleichbares Probenmaterial zu gewinnen. Die in modernen Weizensorten vorkommenden Zwergwuchs-Gene (Rht1, Rht2 sowie ihre Kombination) beeinflussten die Gluten-Zusammensetzung kaum. Gene, die extremen Zwergwuchs verursachen (Rht3 sowie die Kombination Rht2+3), senkten jedoch den Gluteningehalt und verschoben das Gliadin-Glutenin-Verhältnis, mit potentiell negativen Folgen für die Backeigenschaften. Noch deutlicher als die Gene beeinflussten jedoch die Umweltbedingungen die Gluten-Zusammensetzung: So führten warme und feuchte Bedingungen im Jahr 2021 während der Kornfüllungsphase zu einem besonders hohen und ungünstigen Gliadin-Glutenin-Verhältnis.

Wie Forschende der Universität Trier im Fachjournal Nature Ecology & Evolution berichten, sei zwar die Biodiversität auf lokaler Ebene stabil geblieben. Aber: „Es sind viele Arten aus ihren Ökosystemen verdrängt worden oder regional ausgestorben. Doch sie wurden von neuen, eingewanderten ersetzt, die besser an die Umweltbedingungen angepasst sind“, erläutert Prof. Dr. Henrik Krehenwinkel aus den Umweltbiowissenschaften. Ein Problem wird beim überregionalen Blick über die Lebensräume sichtbar: Auf dieser größeren Ebene hat die Biodiversität nämlich abgenommen. Die verschiedenen Lebensräume werden sich in der Artenzusammensetzung immer ähnlicher. Bedeutet: Es gibt in Deutschland immer weniger, aber dafür weiter verbreitete Arten. Zunächst erscheint es erstaunlich, dass diese Erkenntnisse bisher unentdeckt blieben. Die Ursache liegt darin, dass oft nur prominentere Arten wie Pflanzen und Wirbeltiere untersucht werden. Die Trierer Forschenden weiteten das Spektrum aber auf deutlich kleinere Ebenen wie Pilze, Plankton, Algen oder Gliederfüßer aus, von denen sie zehntausende Arten untersucht haben. Diese spielen in der Nahrungskette eine unverzichtbare Rolle. Möglich machte das eine innovative Verwendung der Umweltprobenbank des Bundes, die vom Umweltbundesamt koordiniert wird.