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Nicht nur das Klima: Merkmale der Arten steuern Rhythmus der Ökosysteme

Saisonale Ereignisse in der Natur wie das Austreiben von Blättern, das Öffnen von Blüten, das Reifen von Früchten oder die Fortpflanzung von Tieren verschieben sich infolge des Klimawandels. Doch die zeitlichen Verschiebungen – zeitigerer Frühlingsanfang, längere Fruchtperioden und veränderte Fortpflanzungszeiten – sind komplexer als der erste Blick vermuten lässt. Eine neue Sammlung von Artikeln zeigt: Die Phänologie, also das zeitliche Auftreten saisonaler Ereignisse, wird maßgeblich durch die Wechselwirkung zwischen Artmerkmalen und Klimawandel bestimmt. Dies gilt für unterschiedlichste Lebewesen – von Eidechsen bis Olivenbäume – und hat weitreichende Folgen für Artinteraktionen und Ökosystemfunktionen. Die Sonderausgabe der Fachzeitschrift Functional Ecology wurde herausgegeben von Forscherinnen und Forscher des Deutschen Zentrums für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv), der Friedrich-Schiller-Universität Jena und der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg.

Quelle: iDiv
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Abholzung senkt Amazonas Stabilität: kritische Veränderungen schon bei unter 2°C Erwärmung möglich

Rund zwei Drittel des Amazonas-Regenwaldes könnten sich bei einer globalen Erwärmung von 1,5 bis 1,9°C in stark geschwächten Regenwald oder savannenähnliche Ökosysteme verwandeln, wenn die Entwaldung auf etwa 22 bis 28 Prozent des Amazonasgebiets ansteigt. Das zeigt eine neue Studie des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK), die in Nature veröffentlicht wurde. Ohne zusätzliche Abholzung würden solche großflächigen Veränderungen dagegen voraussichtlich erst bei deutlich höherer Erwärmung von etwa 3,7 bis 4°C auftreten. „Abholzung macht den Amazonas deutlich anfälliger, als wir bisher dachten. Sie trocknet die Atmosphäre aus und schwächt die Fähigkeit des Waldes, seinen eigenen Niederschlag zu erzeugen“, sagt Prof. Nico Wunderling, Wissenschaftler am PIK/Professor für Erdsystemwissenschaften am Center for Critical Computational Studies der Goethe-Universität Frankfurt und Hauptautor der Studie. „Schon eine moderate zusätzliche Erwärmung könnte dann Kettenreaktionen in großen Teilen des Waldes auslösen.“ Etwa 17 bis 18 Prozent des Amazonas-Regenwaldes sind bereits zerstört, wodurch sich das System bereits dem in der Studie identifizierten kritischen Bereich nähert.

Quelle: PIK
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Evolution einer außergewöhnlichen Photosynthese in tropischen Bäumen entschlüsselt

Photosynthesemessung an dem Baum Clusia minor. Unter Stressbedingungen "schaltet" dieser auf eine CAM Photosynthese. Bei guten Bedingungen und Wasserversorgung findet die herkömmliche sog. C3-Photosynthese statt. Foto und (c): Gert Bachmann

Wie sich eine besonders wassersparende Variante der Photosynthese (Crassulacean Acid Metabolism, CAM) in einer einzelnen tropischen Baumgattung evolutionär divers entwickelt hat. Durch die Analyse des Erbguts dreier Arten der Gattung Clusia konnten die Forschenden nachvollziehen, wie Genomvervielfachung und nachfolgender genetischer Umbau zur Vielfalt unterschiedlicher CAM-Ausprägungen beitragen. Die tropische Baumgattung Clusia zeigt eine außergewöhnliche Vielfalt solcher Photosyntheseformen und ist die bisher einzig bekannte baumartige Gattung mit CAM. Die Genomvervielfachung und nachfolgende genetische Umstrukturierungen stehen mit dieser Vielfalt in Zusammenhang. Besonders betroffen sind Gene des Stärkeabbaus und der Energiebereitstellung. Die Ergebnisse haben die Forschenden um Univ.-Prof. Dr. Wolfram Weckwerth von der Universität Wien in Nature Communications veröffentlicht.

Quelle: Uni Wien
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Wie Pflanzen ihre Energie unter Stress neu ausbalancieren

Konfokale Mikroskopie von Arabidopsis-Pflanzen, die NAC53 mit einem GFP exprimieren. Aufnahme und (c): Suayb Üstün

Pflanzen sind ständig Stress ausgesetzt – durch Krankheitserreger, Hitze oder andere Umweltfaktoren. Dabei können Proteine beschädigt werden, und die Zellfunktion gerät aus dem Gleichgewicht. Forschende haben nun entdeckt, wie Pflanzenzellen auf diesen sogenannten Proteinstress reagieren und ihre inneren Prozesse gezielt anpassen. Wie das Team um Prof. Dr. Suayb Üstün von der Ruhr-Universität Bochum (RUB) zeigt, geben Zellen unter Stress dem Abbau beschädigter Proteine den Vorzug vor der Energiegewinnung durch Photosynthese. Die Erkenntnis dieser Zusammenhänge könnte helfen, Pflanzen robuster zu machen. Die Studie ist in der Zeitschrift Molecular Cell vom 30. April 2026 veröffentlicht.

Quelle: RUB
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Bioabbaubare Saatgutbeschichtung schützt und versorgt Keimlinge effektiv

Löwenzahnsamen in Alginatkapseln aus dem Abtropfverfahren. Foto und (c): Fraunhofer ICT

Keimendes Saatgut muss mit ausreichend Wasser versorgt und vor Unkrautvernichtern geschützt werden, denn nur eine ungestörte Pflanzenentwicklung garantiert stabile, hohe Ernteerträge. Im Projekt SeedPlus haben Forschende von drei Fraunhofer-Instituten eine bioabbaubare Saatgutbeschichtung mit einer integrierten Wasserspeicherfunktion und einer Schutzfunktion gegen Herbizide entwickelt, die hohe Keimraten ermöglicht. Die entwickelte SeedPlus-Beschichtung vereint zwei zentrale Funktionen, die in die das Saatgut umschließende Mantelstruktur eingebaut werden: eine Stützfunktion für ein optimiertes Wassermanagement (Wasserspeicherfunktion) und eine Schicht für den Schutz vor Herbiziden.

Quelle: Fraunhofer