Der Europäische Forschungsrat (ERC) hat heute die Vergabe von 494 Starting Grants an junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in ganz Europa bekannt gegeben. Prof. Dr. Hannah Schneider vom Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) ist eine der Geförderten, die im Zeitraum 2024 - 2029 1,5 Millionen Euro für ihre Forschung erhält. Die Leiterin der IPK-Forschungsgruppe Genetik und Physiologie der Wurzelentwicklung will den Starting Grant für ihr FATE-Projekt nutzen, in dem es um die Erforschung der Wurzelrinde geht. Das FATE-Projekt analysiert die Wurzelrinde, die eine Schlüsselrolle für das Wachstum und die Funktion der Pflanze spielt. Das Projekt zielt darauf ab, die Wurzeln von Nutzpflanzen so zu verändern, dass sie den Boden besser erkunden und Ressourcen besser aufnehmen und nutzen können. „Dies wird für die Landwirtschaft weltweit von großem Nutzen sein, da Nährstoffmangel eine große Herausforderung für das Pflanzenwachstum darstellt und mit dem Klimawandel noch kritischer werden wird“, betont Prof. Dr. Hannah Schneider.

Quelle: IPK (pdf)

Auch bei extrem niedrigem Lichteinfall kann Photosynthese in der Natur stattfinden, zeigt eine Studie, die die Entwicklung von arktischen Mikroalgen zum Ende der Polarnacht untersucht hat. Die Messungen fanden im Rahmen der MOSAiC-Expedition statt und ergaben, dass Mikroalgen in der Arktis schon Ende März durch Photosynthese Biomasse aufbauen. Zu diesem Zeitpunkt steht die Sonne kaum über dem Horizont, sodass es im Lebensraum der Mikroalgen noch nahezu komplett dunkel ist. Die Ergebnisse der Nature Communications-Studie zeigen, dass Photosynthese im Ozean unter viel niedrigeren Lichtbedingungen möglich ist und damit auch bis in viel größere Tiefe stattfinden kann als bisher angenommen. Die Forscherinnen und Forscher nutzten für ihre Arbeit Messdaten des internationalen MOSAiC-Forschungsprojekts, bei dem sich die Expeditionsteilnehmende 2019 für ein Jahr in der zentralen Arktis einfrieren ließen, um den Jahresgang des arktischen Klima- und Ökosystems zu untersuchen. Der Fokus des Teams um Dr. Clara Hoppe vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) lag dabei auf der Untersuchung von Phytoplankton und Eisalgen (siehe auch: Eisalge Melosira arctica – Gewinnerin oder Verliererin des Klimawandels?).

Quelle: AWI

In Schweizer Städten gibt es mehr als 1300 Baumarten, während dortige Wälder nur 76 beherbergen, zeigt eine Studie der Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL). Damit finden eingeschleppte Waldschädlinge oder -krankheiten in Städten auch wesentlich mehr potenzielle Wirte – und könnten sich von dort in die Wälder ausbreiten. Die Ergebnisse sind im Fachmagazin Landscape and Urban Planning veröffentlicht.

Quelle: WSL

Die neue EU-Verordnung European Deforestation Regulation – EUDR soll verhindern, dass in der EU gehandelte Waren zur fortschreitenden Entwaldung beitragen. Wer ein Holzprodukt in den EU-Markt einbringt, muss dokumentieren, welche Holzarten zur Herstellung verwendet wurden, und dessen legale Herkunft belegen. Schon die erste Überprüfung der deklarierten Holzart ist keine leichte Aufgabe. So muss etwa Papier zeitaufwändig untersucht werden. Eine KI-Analysesoftware zur Holzartenbestimmung soll diesen Prozess künftig vereinfachen und beschleunigen. Entwickelt wird das neue automatisierte Bilderkennungssystem zur Holzartenbestimmung gemeinsam von Forschenden des Fraunhofer ITWM und des Thünen-Instituts für Holzforschung in Hamburg mittels Machine Learning im Projekt KI_Wood-ID. Das Vorhaben wird vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft BMEL gefördert.

Quelle: Fraunhofer

Weltweit haben Studierende in den Umweltwissenschaften Wahrnehmungslücken, was die Ursachen des globalen Biodiversitätsverlusts betrifft. Das zeigt eine Umfrage von Didaktiker*innen der Goethe-Universität Frankfurt, bei der mehr als 4000 Studierende aus 37 Ländern befragt wurden. Die Lücken sind von Land zu Land verschieden: In manchen Ländern wird eher der Klimawandel als Ursache unterschätzt, in anderen der Faktor invasive Arten, in dritten die Verschmutzung. Die im Magazin npj Biodiversity veröffentlichten Ergebnisse der Umfrage zeigen auch, dass länderspezifische Indikatoren die Wahrnehmung stark beeinflussen.

Quelle: Uni Frankfurt

Gute Nachricht für das Verbundforschungsprojekt "KI-basierte Identifikation und Klassifikation geschützter Pflanzengesellschaften aus Fernerkundungsbildern – KIBI", das die Hochschule Koblenz mit Partnern bei der Innovationsinitiative mFUND des Bundesministeriums für Digitales und Verkehr beantragt hat. Gemeinsam mit dem Forschungszentrum Jülich und den Firmen CISS TDI GmbH aus Sinzig sowie mundialis GmbH aus Bonn wird dieses Gesamtprojekt über die nächsten drei Jahre mit insgesamt über 1,6 Millionen Euro gefördert. Ziel des Verbundforschungsprojektes ist es, durch den Einsatz modernster KI-Technologien und Fernerkundungssysteme einen bedeutenden Beitrag zum Schutz und zur Erhaltung wertvoller Pflanzenarten zu leisten und eine aktuelle und flächendeckende Kartierung für Rheinland-Pfalz zu erstellen.

Quelle: Hochschule Koblenz

Wie Pflanzen auf Signale aus der Umwelt reagieren, haben Forschungsteams mit neu generierten "optogenetischen" Tabakpflanzen untersucht. Die Arbeitsgruppen aus der Neurophysiologie, Pharmazeutischen Biologie und der Botanik der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) haben die Calcium-Membranpotential-Beziehung genauer untersucht. „Die erfolgreiche Expression von Channelrhodopsinen mit unterschiedlicher Ionenselektivität in Pflanzenzellen ermöglicht den Vergleich verschiedener Ionensignale parallel zum elektrischen Signal, der sogenannten Depolarisierung“, erklärt Dr. Meiqi Ding. Sie nutzte das Calcium leitende Channelrhodopsin XXM 2.0 und den lichtaktivierten Anionenkanal GtACR1, um die verschiedenen Ionensignalwege in Tabak zu untersuchen. Diese neu generierten „optogenetischen“ Tabakpflanzen erlaubten, die Frage zu klären, ob Calcium-Einstrom oder Membrandepolarisation entscheidend für die Reaktion der Pflanze auf eine bestimmte Stress-Situation sind. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sind überzeugt davon, dass diese Studie erst der Anfang einer neuen Ära in der Pflanzenforschung ist. Schließlich können nun mit verschiedenen Rhodopsinen die Signalwege der Pflanzen besser „ausgeleuchtet“ werden. Ihre Studie erschien in der Fachzeitschrift Nature.

Quelle: JMU

Die erste dreidimensionale Computersimulation einer pflanzlichen Spindel hat ein interdisziplinäres Forschungsteam unter Leitung des Fachbereichs Biologie der Universität Hamburg und des Sainsbury Laboratory in Cambridge (England) geschaffen. Diese Simulation kann nun genutzt werden, um fundamentale Prinzipien der Zellteilung besser zu verstehen und wurde in der Fachzeitschrift Developmental Cell veröffentlicht.

Quelle: Uni Hamburg

Im Format des Verbandes Biologie, Biowissenschaften und Biomedizin in Deutschland (VBIO) stellt Prof. Dr. Ortrun Mittelsten Scheid (Gregor Mendel Institut, Österreichische Akademie der Wissenschaften, Wien) vor, wie Gene längerfristig ab- oder angeschaltet werden. Der Vortrag schildert auch, welch wichtigen Beiträge die Pflanzenwissenschaft zur Entdeckung epigenetischer Phänomene und zum Verständnis der zugrundeliegenden Mechanismen geleistet hat und warum sie auch zur Beantwortung gegenwärtiger Fragen unverzichtbar sein wird. Dazu beantwortet die Pflanzenwissenschaftlerin am 24. September 2024 von 17.00 bis 19.00 Uhr hauptsächlich fünf Fragen: 

• Welche Rolle spielt die Epigenetik bei der Kontrolle genetischer Parasiten wie Transposons und Viren?
• Welche Weichenstellungen in der Entwicklung unterliegen epigenetischen Mechanismen?
• Wie umfassend und wie langfristig wird epigenetische Information durch Umweltfaktoren beeinflusst?
• Tragen solche Veränderungen zu Anpassung und Evolution bei?
• Und sind die Kenntnisse über epigenetische Mechanismen auch nützlich in der Werkzeugkiste der Biotechnologie?

Nur wer sich rechtzeitig anmeldet, kann auch teilnehmen.

Quelle: VBIO

Einen bislang unbekannten Verjüngungsmechanismus haben Forschende bei einzelligen Mikroalgen entdeckt, die in den Ozeanen als Grundlage der Nahrungsketten dienen. Auch Einzeller altern, wenn sie sich wegen Nährstoffmangels nicht mehr teilen können. Der Mechanismus ermöglicht es alten Zellen, sich zu verjüngen und wieder zu teilen, nachdem sie in nährstoffreiche Gebiete gelangen. Demnach sondern diese Zellen Blasen, sogenannte „Vesikel“, ab. Diese transportieren schädliche Stoffwechselprodukte und Toxine aus den Zellen heraus, was die Voraussetzungen für eine neue Zellteilung schafft. Die Ergebnisse der Studie könnten weitreichende Konsequenzen für das Verständnis der Zellalterung und -regeneration in marinen Ökosystemen haben. Die dazugehörige Studie eines Teams aus Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Exzellenzclusters „Balance of the Microverse“ der Universität Jena wurde jüngst im Fachjournal Nature Microbiology veröffentlicht.

Quelle: Uni Jena

Die Wiedervernässung von Mooren spielt für den Klimaschutz eine wichtige Rolle. Gleichzeitig benötigen Land- und Forstwirtschaft neue Konzepte, um die Moore klimaschonend und trotzdem gewinnbringend zu nutzen. Das neue Projekt I-Robi, vergangene Woche beim Niedersächsischen Ministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz vorgestellt, befasst sich mit der Entwicklung von Binsen – einem Rohstoff, der auch in wiedervernässten Mooren wächst und als nachwachsender Rohstoff regional verfügbar ist. Dazu untersuchen Wissenschaftler*innen am Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe (IfBB) der Hochschule Hannover ob sich Binsen als Dämmstoff oder Füllstoff für Kunststoffe eigenen. Im Projekt sollen Ernte- und Rohstoffnutzungskonzepte erarbeitet sowie industrielle Nutzungspotenziale aufgezeigt werden. Für Landwirt*innen würden Pflegemaßnahmen und Entsorgungsaufwand entfallen.

Quelle: IfBB beim idw

Die Innovationskraft einer Gesellschaft hängt vom Grad ihrer Wissenschaftsfreiheit ab. Diesen Zusammenhang hat ein internationales Forschungsteam mit Beteiligung der Technischen Universität München (TUM) erstmals belegt. In ihrer im Fachjournal PLoS ONE veröffentlichten Studie werteten die Forschenden Patentanmeldungen und -zitierungen im Zeitraum von 1900 bis 2015 in rund 160 Ländern aus und setzen sie mit den Indikatoren des Academic Freedom Index ins Verhältnis. Da der globale Grad der Wissenschaftsfreiheit in den vergangenen zehn Jahren zurückgegangen ist, prognostizieren die Forschenden einen Verlust an Innovationsfähigkeit.

Quelle: TUM

Forschende haben die Ursachen und Folgen der Fortpflanzung ohne Männchen bei Braunalgen analysiert. Sie entdeckten Populationen weiblicher Braunalgen, die sich aus unbefruchteten Gameten fortpflanzen und ohne Männchen gedeihen. Wie das Team des Max-Planck-Instituts für Biologie Tübingen und der Universität Kobe in der Fachzeitschrift Nature Ecology and Evolution schildern, nutzten sie "Amazonen"-Algen, um die phänotypischen und genetischen Folgen des Übergangs von sexueller zu ungeschlechtlicher Fortpflanzung zu beleuchten.

Quelle: MPI für Biologie Tübingen

Die Bergwälder in Afrika stehen durch die zunehmende Entwaldung durch den Menschen deutlich unter Stress. Und der Klimawandel setzt dem noch eins drauf: Wie Geograph*innen herausgefunden haben, sind die afrikanischen Bergwälder in den letzten zwei Jahrzehnten um rund 20 Prozent geschrumpft. Dadurch stieg die durchschnittliche Lufttemperatur, und die umgebenden Wolken liegen über 230 Meter höher. In Bergregionen wie am Kilimandscharo können die Wälder dadurch deutlich weniger Wasser aus den Wolken „auskämmen“. „Das hat weitreichende Konsequenzen für den Wasserhaushalt und die Biodiversität in Afrika“, kommentiert Dr. Dirk Zeuss vom Fachbereich Geographie der Philipps-Universität Marburg die Ergebnisse einer Studie mit internationaler Forschungsbeteiligung. Darüber brichten die Forschenden im Fachmagazin Nature Communications.

Quelle: Uni Marburg

Der Landesforschungspreis Baden-Württemberg 2024 würdigt exzellente wissenschaftliche Leistungen und geht dieses Jahr u.a. an Prof. Dr. Christiane Werner von der Universität Freiburg. Sie erhält den höchstdotierten Forschungspreis des Bundeslandes für ihre wissenschaftlichen Leistungen in der Grundlagenforschung zur Stressphysiologie von Pflanzen. Dank ihrer Ergebnisse können Strategien zur Verbesserung der Widerstandsfähigkeit von Ökosystemen gegenüber immer extremeren Bedingungen entwickelt werden. Ein besseres Verständnis dieser Prozesse ist von grundlegender Bedeutung, um abschätzen zu können, wie sich etwa Hitze- und Trockenstress auf Bäume auswirken, und welche Anpassungsmechanismen ergriffen werden können, um diese Auswirkungen abzumildern. Prof. Dr. Christiane Werner spricht für den Sonderforschungsbereich 1537 „ECOSENSE – Skalenübergreifende Quantifizierung von Ökosystemprozessen in ihrer räumlich-zeitlichen Dynamik mittels smarter autonomer Sensornetzwerke“, der von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert wird. Zudem ist sie Principal Investigator bei der Exzellenzclusterinitiative Future Forests  – Adapting Complex Social-ecological Forest Systems to Global Change. Die mit jeweils 100.000 Euro dotierten Auszeichnungen erhielten dieses Jahr neben Christiane Werner zwei weitere Wissenschaftlerinnen, die in der Medizin forschen. Christiane Werner ist vielen in unserer DBG als Editor-in-chief unserer Zeitschrift Plant Biology bekannt.

Quelle: Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg

In einer großen internationalen Studie haben Wissenschaftler*innen untersucht, wie sich Pflanzen in Trockengebieten an diese extremen Lebensräume angepasst haben. Acht Jahre lang sammelten über 120 Forschende aus 27 Ländern - darunter Dr. Pierre Liancourt, Pflanzenökologe am Staatlichen Museum für Naturkunde Stuttgart (SMNS) - Proben von zahlreichen, ausgewählten Trockengebieten auf sechs Kontinenten. Dies ermöglichte die Analyse von über 1300 Beobachtungsreihen und mehr als 300 Pflanzenarten. Die in der Fachzeitschrift Nature veröffentlichten Ergebnisse zeigen, dass Pflanzen in Trockengebieten verschiedenste Anpassungsstrategien anwenden. Diese Vielfalt nimmt überraschenderweise mit dem Grad der Trockenheit zu.

Quelle: SMNS

Große Teile des deutschen Waldes zeigten infolge der extremen Dürreperiode der letzten Jahre nach Angaben des Bundeslandwirtschaftsministeriums (BMEL) eine Zunahme von Schädigungen. Allerdings gibt es kaum verlässliche Daten dazu, wie sich der Zustand der Wälder konkret auf der Fläche verändert. In einer im Fachjournal Remote Sensing of Environment veröffentlichten Studie beschreibt ein vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) koordiniertes Forschungsteam, wie sich Aussagen zum Waldzustand in Deutschland basierend auf Satellitendaten treffen lassen. Diese Informationen sind Grundlage für den neuen UFZ-Waldzustandsmonitor, der den Zustand von Waldflächen als Karten mit einer räumlichen Auflösung von 20 Metern darstellt.

Quelle: UFZ

Katastrophale Vulkanausbrüche führten in der Erdgeschichte wiederholt zu massiven Klimaerwärmungen, da grosse Mengen an Treibhausgasen in die Atmosphäre gelangten. Dies löste rasche Klimaerwärmungen aus, die in Extremfällen zu Massenaussterben von Arten an Land und in den Ozeanen führten. Diese Phasen extremen Vulkanismus könnten den Kohlenstoffkreislauf und damit das Klima für Millionen von Jahren gestört haben, zeigen Forschende der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH Zürich) in einer neuen Studie in der Fachzeitschrift Science. Nach geologischen Ereignissen wie Perioden von besonders ausgeprägtem Vulkanismus, die eine starke Klimaerwärmung zur Folge haben, erholt sich die Vegetation der Erde nur sehr langsam. Dies zeigten Forschende anhand eines Modells, das es ihnen erlaubte, weit zurück in die Erdgeschichte zu schauen. Die Ergebnisse verdeutlichen, dass der derzeitige, vom Menschen verursachte Klimawandel für die pflanzlichen Ökosysteme und das Klima langfristige Risiken birgt. Vegetationsveränderungen beeinflussen auch das natürliche Regulierungssystem von Kohlenstoffkreislauf und Klima. Es dauert daher länger als angenommen, bis sich wieder ein stabiles Klimagleichgewicht einstellt.

Quelle: ETH Zürich

Extreme Hitzewellen nehmen zu. Ab wann wird es für Waldbäume kritisch? Im extrem heissen Sommer 2023 untersuchte dies in der Schweiz, Südfrankreich und in Spanien ein von der Eidg. Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL) und der ETH Lausanne (EPFL) geleitetes Forschungsteam. Die Ergebnisse zeigen, dass die Eichen verblüffende Temperaturen aushalten. "Die obersten Blätter der Kronen erreichten im August Temperaturen von bis zu 50 Grad Celsius, was ziemlich unglaublich ist", sagt Studienleiterin Charlotte Grossiord, Waldökologin an der WSL und der EPFL. Dies bei einer Lufttemperatur von "nur" rund 40 bis 42 Grad. "Wir sahen, dass die kritischen Temperaturen [im Experiment] erst bei fast 50 Grad Celsius beginnen", sagt Grossiord. Die Eichen in Frankreich und Spanien ertragen bis 51 respektive 53 Grad Celsius Blatttemperatur, die Traubeneichen in der Schweiz mit 59 Grad Celsius sogar noch mehr. Die Studie war am 2. August im Fachmagazin Global Change Biology erschienen.

Quelle: WSL beim idw

Was ein Baum braucht, um zu wachsen, und wie er sich auf seine Umgebung auswirkt, unterscheidet sich von Art zu Art. Für Städte wird es deshalb angesichts des Klimawandels zunehmend wichtig, den Baumbestand an die Gegebenheiten vor Ort anzupassen. Ein Team der Technischen Universität München (TUM) hat das Online-Tool „CityTree“ entwickelt. Städte, Kommunen und Interessierte können mit dem Tool herausfinden, wie 12 weit verbreitete Baumarten in 34 deutschen Städten wachsen und was sie in Zukunft für das Klima vor Ort leisten.

Quelle: TUM

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) schreibt erneut den „Communicator-Preis – Wissenschaftspreis des Stifterverbandes“ aus. Der Preis wird an Wissenschaftler*innen oder an ein Forschungsteam für herausragende Leistungen in der Wissenschaftskommunikation vergeben und ist mit einem Preisgeld von 50 000 Euro dotiert. DFG und Stifterverband zeichnen jährlich Forscher*innen aller Fachgebiete dafür aus, dass sie ihre wissenschaftliche Arbeit und ihr Fachgebiet einem breiten Publikum auf besonders innovative, vielfältige und nachhaltige Weise zugänglich machen und sich so für den Dialog zwischen Wissenschaft und Gesellschaft engagieren. Es sind sowohl Selbstbewerbungen als auch Vorschläge möglich. Die Ausschreibung richtet sich an Wissenschaftler*innen, die an Hochschulen und außeruniversitären Forschungseinrichtungen in Deutschland tätig sind. Mit der Auszeichnung und dem Preisgeld wollen DFG und Stifterverband die Preisträger*innen dabei unterstützen, ihre Aktivitäten in der Wissenschaftskommunikation weiterzuentwickeln. Bewerbungen und Vorschläge können bis zum 30. September 2024 über das elan-Portal der DFG eingereicht werden.  

Quelle: DFG

Durch Hinsehen prüfen, ob eine Avocado hart oder weich ist? Dazu müsste man erkennen, wie sich die Pflanzenzellen hinter der Schale verhalten. Forschende vom Institut für Theoretische Physik der Universität Göttingen beschreiben nun in der Fachzeitschrift Nature Materials einen neuen Ansatz, der gerade die besonders schwierig zu erfassenden mechanischen Eigenschaften des Zellinneren durch besonderes „Hinschauen“ bestimmen kann.

Quelle: Uni Göttingen

Sie sorgen für kühle und saubere Luft, steigern die Biodiversität und unterstützen bei der Erholung: Bäume in Städten tragen auf vielfältige Weise zum Wohlergehen der dort lebenden Menschen bei. Im Innovationscluster URBORETUM untersuchen Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) gemeinsam mit Partnern, was nötig ist, damit Stadtbäume ihre „Dienstleistungen“ auch in Zeiten extremerer Klimabedingungen erbringen können. „Je besser wir Stadtbäume verstehen, desto eher können wir sicherstellen, dass sie auch in Zukunft gesund bleiben und gut wachsen“, sagt Dr. Somidh Saha, Forstwissenschaftler am Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS) des KIT. In den kommenden drei Jahren, ergänzt um eine mögliche zweijährige Umsetzungsphase, wollen die Forschenden die Prozesse entschlüsseln, die Ökosystemleistungen, Wachstum und Vitalität von Stadtbäumen beeinflussen. Eine zentrale Frage ist, wie sich langanhaltende Trockenperioden auf die Gesundheit von städtischen und stadtnahen Wäldern auswirken. Anhand von Holzproben untersuchen die beteiligten Fachleute beispielsweise, wie sich Trockenstress und andere klimatische Extremereignisse in der Vergangenheit auf Wachstum und Struktur des Holzes ausgewirkt haben. Ergänzt wird das Bild durch eine breit angelegte Erhebung aktueller Daten.

Quelle: KIT

Einfach mehr Bäume zu pflanzen, um den Klimawandel wirksam zu bekämpfen und die Wälder als die Kohlenstoffsenke zu erhalten, reicht nicht aus, zeigt eine Studie im Fachmagazin Nature Climate Change. Das internationale Forschungsteam unter Leitung des österreichischen Bundesforschungszentrums für Wald (BFW) mit Beteiligung des Thünen-Instituts für Waldökosysteme betont die entscheidende Rolle der „unterstützten Migration“. Dabei handelt es sich um eine Strategie der Waldbewirtschaftung, bei der Baumarten und Samenherkünfte auch aus entfernten Regionen ausgewählt werden, weil sie am besten an die künftigen Klimabedingungen angepasst sind.

Quelle: Thünen

Ein Team hat den Verlust einzelner Arten in Berlin untersucht: Die Ergebnisse des Forschungsclusters NaturBerlin am Museum für Naturkunde (MfN) belegen einen Artenverlust von 16 % seit Ende des 17. Jahrhunderts und zeigen, dass der Artenverlust sowohl von der zunehmenden Verstädterung als auch von der Größe des Gebietes abhängt. Keine der untersuchten 1.433 aus Berlin verschwundenen Arten ist weltweit ausgestorben, so dass die Möglichkeit einer Wiederansiedlung bestehen bleibt. Im gleichen Zeitraum siedelten sich fast 450 gebietsfremde Arten durch den Einfluss des Menschen in Berlin an, berichtet das Team im Fachjournal Ecology and Evolution.

Quelle: MfN

Forschende weisen erstmals den bakteriellen Erreger der SBR-Krankheit (Syndrom Basses Richesses) in Zwiebeln nach - das Proteobakterium mit dem Namen Candidatus Arsenophonus phytopathogenicus. Als Überträgerinsekt steht die Schilf-Glasflügelzikade unter Verdacht. Sie überträgt den Erreger bereits auf Zuckerrübe und Kartoffel, wo die Infektion zu Qualitäts- und Ertragseinbußen führt, wie ein Forschungsteam vom Julius Kühn-Institut (JKI) gemeinsam mit dem Pflanzenschutzdienst Hessen im Fachjournal Plant Disease Note berichtet.

Quelle: JKI

Der Klimawandel wird die Artenvielfalt und Produktivität von Wiesen und Weiden künftig deutlich beeinflussen. Doch wie groß diese Veränderungen ausfallen, hängt von der Bewirtschaftung ab. Zu diesem Ergebnis kommt eine Studie, für die ein Team vom UFZ Daten aus dem großen Klima- und Landnutzungsexperiment GCEF (Global Change Experimental Facility), das seit zehn Jahren am Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) betrieben wird, ausgewertet hat. Auf Hochleistung getrimmtes Grünland reagiert demnach deutlich empfindlicher auf Dürreperioden als weniger intensiv genutzte Wiesen und Weiden. Das kann durchaus wirtschaftliche Konsequenzen für die betroffenen Landwirtschaften haben, warnen die Forscherinnen und Forscher im Fachjournal Global Change Biology.

Quelle: UFZ

Angepflanzte Mangrovenwälder können in 20 bis 40 Jahren 75 Prozent des Kohlenstoffs natürlich vorkommender Bestände binden. Das zeigt eine Studie unter Mitwirkung des Leibniz-Zentrums für Marine Tropenforschung (ZMT), die jetzt im Fachjournal Science Advances veröffentlicht wurde. Dazu hatte ein internationales Team von 24 Forschenden aus 12 Ländern untersucht, ob angepflanzte Mangroven den Kohlenstoffbestand, also die in der Biomasse und dem Boden eines Mangrovenökosystems gespeicherte C-Menge, natürlich vorkommender Bäume erreichen können und wie lange dies dauert. Die Analyse des internationalen Forschungsteams, geleitet von der US-amerikanischen Forstverwaltung (USFS), gibt neue Einblicke in das Potenzial von Mangroven-Aufforstung für den Klimaschutz.

Quelle: ZMT

Die Europäische Kommission plant, die Wälder genauer zu beobachten, und zwar mit Daten vom Boden und aus der Luft kombiniert. Ihr Vorschlag ignoriert jedoch wichtige, bestehende Ressourcen, bemängeln Waldforschende aus ganz Europa in einem 20 Waldforschende aus diversen europäischen Ländern in einem Meinungsartikel in der Fachzeitschrift Forest Ecology and Management. Auch weil manche, bereits laufende Programme und Monitoring-Projekte nicht berücksichtigt wurden. Zwei Forscher der Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL) erläutern Gründe und Gegenvorschläge.

Quelle: WSL beim idw

In der Landwirtschaf müssen Maßnahmen zur Stärkung der Widerstandsfähigkeit und Nachhaltigkeit gefunden und umgesetzt werden. Eine Lösung hierfür ist der Anbau von Leguminosen, also Hülsenfrüchtlern, die erhebliche Vorteile für eine verbesserte Bodengesundheit, eine größere Artenvielfalt und einen geringeren Bedarf an synthetischen Düngemitteln mit sich bringen. Viele Landwirtinnen und Landwirte unterschätzen diese Vorteile jedoch häufig oder sind sich ihrer nicht bewusst. Das neue, vierjährige EU-Projekt VALERECO ist im Juni 2024 angelaufen und zielt darauf ab, diese oft übersehenen Vorteile von Leguminosen zu nutzen, indem es das Verständnis und die Akzeptanz von Leguminosen in der Landwirtschaft fördert, und dadurch die ökologische Nachhaltigkeit der landwirtschaftlichen Produktivität zu verbessern. Das Projekt bringt ein breites Konsortium von 15 Partnern aus elf Ländern zusammen. Die Agricultural University of Athens koordiniert das Projekt. Die Leibniz Universität Hannover (Institut für Umweltplanung, Prof. Dr. Ann-Kathrin Koessler und Prof. Dr. Christina von Haaren) wird ein Entscheidungsunterstützungssystem sowie Strategien zur Verhaltensgestaltung entwickeln, um die Akzeptanz und den Anbau von Leguminosen zu fördern und Landwirtinnen und Landwirten sowie Konsumentinnen und Konsumenten und anderen Stakeholdern zielgerichtete Informationen über Leguminosen zur Verfügung zu stellen.

Quelle: Uni Hannover

Welchen Einfluss die Duplikation des Genoms auf das Anpassungspotential von Pflanzen hat, haben Forschende der Universitäten Heidelberg, Nottingham und Prag haben anhand der Löffelkräuter (Cochlearia excelsa) untersucht. Die in der Fachzeitschrift Nature Communications publizierten Ergebnisse zeigen, dass Polyploide – Arten mit mehr als zwei Chromosomensätzen – eine Anhäufung von strukturellen Mutationen mit Signalen für eine mögliche lokale Anpassung aufweisen können. Sie sind damit in der Lage, immer wieder von Neuem ökologische Nischen zu besetzen.

Quelle: Uni Heidelberg

In einem letzte Woche veröffentlichten Beitrag in der Fachzeitschrift Nature Plants konnten die Autorinnen und Autoren anhand von Simulationsexperimenten zeigen, dass in den kommenden Jahren die Düngung mit Stickstoff im Weizenanbau bis um das Vierfache ansteigen muss, um das Ertragspotential der Sorten für die Versorgung der wachsenden Weltbevölkerung auszuschöpfen. Diese erhöhte Stickstoffmenge würde allerdings negative Auswirkungen auf die Ökosysteme in der Agrarlandschaft mit sich bringen. Forschende des Leibniz-Zentrums für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) waren an der Studie beteiligt.​​

Quelle: ZALF

In einer Studie, die kürzlich in der Fachzeitschrift Systematic and Applied Microbiology erschienen ist, beschreiben Forschende ein Bakterium, das als aussichtsreicher Kandidat bei der biologischen Kontrolle gegen das Eschentriebsterben gilt. Seit Anfang der 1990er Jahre werden Eschen (Fraxinus excelsior) massiv von einem Pilz befallen, der Äste und Triebe sowie letztlich den gesamten Baum absterben lässt. Trotz intensiver Bemühungen ist es der Forschung bisher noch nicht gelungen, wirksame Bekämpfungsmaßnahmen zu finden. Das von Forschenden des Leibniz-Zentrums für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) neu beschriebene Bakterium Schauerella fraxinea könnte ein aussichtsreicher Kandidat für die biologische Kontrolle der Krankheit werden.

Quelle: ZALF

Forscherinnen und Forscher haben das Erbgut der Mikroalge mit dem wissenschaftlichen Sammelnamen Prymnesium parvum, oft auch ‚Goldalge‘ genannt, sequenziert. Dabei konnten sie die Gensequenzen ausmachen, die für die Giftbildung verantwortlich sind. Die Studie unter Leitung des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) wurde in der Fachzeitschrift Current Biology veröffentlicht. Im Sommer 2022 verendeten in der Oder rund 1.000 Tonnen Fische, Muscheln und Schnecken. Die Katastrophe war zwar vom Menschen verursacht, doch die unmittelbare Todesursache war das Gift der Mikroalge  Prymnesium parvum. Seitdem haben sich diese Einzeller dauerhaft in der Oder angesiedelt.

Quelle: IGB

Der Wissenschaftsrat empfiehlt eine Neuorientierung der Agrar-, Lebensmittel- und Ernährungswissenschaften. Denn weltweit leiden über 800 Millionen Menschen Hunger, etwa zwei Milliarden sind übergewichtig. Wie Nahrungsmittel heute produziert und verarbeitet werden, trägt außerdem zum Klimawandel sowie Biodiversitätsverlust bei und begünstigt prekäre Arbeitsbedingungen. Damit sich das ändert, müssen die Agrar- und Ernährungssysteme grundsätzlich transformiert werden. Maßgeblich können die Agrar-, Lebensmittel- und Ernährungswissenschaften sowie die angrenzenden Disziplinen dazu beitragen. Hierfür muss sich das Wissenschaftsfeld jedoch selbst verändern, wie der Wissenschaftsrat (WR) in seinen Empfehlungen „Perspektiven der Agrar-, Lebensmittel- und Ernährungswissenschaften“ analysiert. Zwar sind die betreffenden Disziplinen international anerkannt und im deutschen Wissenschaftssystem breit verankert – von den Hochschulen bis zu den Ressortforschungseinrichtungen –, doch sie sind zugleich fragmentiert und nicht ausreichend auf die notwendigen Transformationsaufgaben ausgerichtet. „Die Agrar-, Lebensmittel- und Ernährungswissenschaften müssen sich neu orientieren und systemisch untereinander und mit angrenzenden Disziplinen – von der Medizin bis zu den Sozialwissenschaften – zusammenwirken, um zur Lösung der großen, mit der weltweiten Ernährung verbundenen Probleme beizutragen“, erklärt der Vorsitzende des Wissenschaftsrats Wolfgang Wick.

Quelle: WR

Der Verlust der Artenvielfalt gehört zu den großen Herausforderungen unserer Zeit – auch und vor allem in den Agrarlandschaften. Bisher ist es jedoch nicht möglich, bundesweite Aussagen über den Zustand und die Veränderungen der biologischen Vielfalt dort zu treffen. Das soll sich durch die Arbeit des MonViA-Verbundprojektes ändern. Ein erstes Ergebnis haben die beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nun vorgelegt: eine Sammlung von 41 Indikatoren, mit deren Hilfe die Entwicklung der biologischen Vielfalt wildlebender Tier-, Pflanzen- und Pilzarten sowie die genetische Vielfalt der Nutzpflanzen und -tiere in Agrarräumen gemessen werden kann.  Das vorgeschlagene Indikatoren-Set umfasst mit der Einteilung in Lebensräume, Organismen und Genetik die drei Ebenen der Biodiversität. Vervollständigt wird der Bericht durch die Prüfung von Monitoringansätzen, die Erprobung von innovativen und bestandsschonenden Erfassungsmethoden wie Kamerafallen oder auch die gemeinsame Auswertung von Daten aus dem Naturschutz und der Landwirtschaft, meldet das Johann Heinrich von Thünen-Institut, Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei.

Quelle: Thünen

Die Mitglieder der Senatskommission der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) haben Empfehlungen zur Vereinfachung und Vereinheitlichung des Verwaltungsvollzugs bei gentechnischen Arbeiten der Sicherheitsstufe S1 gegeben. Sie hat kurzfristig umsetzbare Empfehlungen erarbeitet, um den bürokratischen Aufwand in gentechnischen Anlagen zumindest auf der niedrigsten von vier Sicherheitsstufen (S1) abzubauen. Ziel ist es, dort ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Sicherheitsanforderungen und wissenschaftsförderlichen rechtlichen Rahmenbedingungen herzustellen.

Quelle: DFG

Für eine weitere Förderperiode verlängert wurde die Forschungsruppe “exRNA”: Kommunikation in der Wirtspflanzen-Mikroben-Interaktion durch extrazelluläre RNA, deren Sprecherin Professorin Dr. Julia Kehr von der Universität Hamburg ist. Das gab die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) heute gemeinsam mit der Förderung von neun neuen Forschungsgruppen bekannt.

Quelle: DFG

Wie eine internationale Studie von 279 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus 27 Ländern zeigt, haben sich die Blütenpflanzen zu einem frühen Zeitpunkt explosionsartig in einer enormen Vielfalt entwickelt. Schon in der frühen Kreidezeit vor 130 Millionen Jahren waren mehr als 80 Prozent der heute existierenden Ordnungen der Angiospermen vorhanden. Im Datensatz befinden sich auch jahrhundertealte Herbarblätter, darunter auch Pflanzenarten, die seit langem als ausgestorben gelten. Mittels einer verbesserten Technologie für DNA-Sequenzierung, entschlüsselten die Forschenden von jeder dieser Pflanzen 353 Gene aus dem Kerngenom. Der Stammbaum der Pflanzen wurde mit über 200 Fossilien „kalibriert“. Dr. Marc Appelhans, Kurator des Herbariums der Universität Göttingen, war als Spezialist für die Zitrusgewächse Teil des Projektes. Die Ergebnisse der Studie sind im April in der Fachzeitschrift Nature erschienen.

Quelle: Uni Göttingen

Klein, aber detailreich sind Blüten der Gattung Orthosia, für die Forschende der Pflanzensystematik an der Universität Bayreuth nun nach jahrzehntelanger Bearbeitung erstmals einen vollständigen Überblick vorgelegt haben. Insgesamt konnten 55 Arten abgegrenzt und beschrieben werden, doppelt so viele wie erwartet. Die Ergebnisse stellt das Team im Fachmagazin Annals of the Missouri Botanical Garden vor.

Quelle: Uni Bayreuth

Im EU-LIFE Projekt Future Forest im Landkreis Landsberg am Lech ist es gelungen, ein einfaches System für Waldbesitzende zur Beurteilung ihrer Wälder zu entwickeln. Dabei werden Wälder mit Fokus auf intensiv durchwurzelte und regenwurmreiche Böden umgebaut und Ökosystemleistungen des Waldes in Wert gesetzt, berichtet die Hochchule Weihenstephan-Triesdorf (HSWT). Bei der Abschlussveranstaltung im Juni 2024 in Landsberg am Lech stellten die Forschenden die 28-seitige „Praxisanleitung für nachhaltigen Waldumbau“ vor. Diese enthält die wichtigsten Projektergebnisse und die im Projekt entwickelte „Waldeinwertung“ sowie zwei Modelle für die regionale Honorierung von Ökosystemleistungen des Waldes. Zusätzlich zur Praxisanleitung gaben die Projektbeteiligten im März das „Handbuch für nachhaltigen Waldumbau“ heraus.

Quelle: HSWT

Ein neues Forschungsprojekt wird Umwelt-DNA nutzen, um zu erörtern, wie der Anbau von Nutzpflanzen und deren Widerstandsfähigkeit an den Klimawandel angepasst werden können. Im Projekt AEGIS blicken die internationalen Forschenden in die Vergangenheit: Wie haben sich Ökosysteme und Arten an ein sich veränderndes Klima angepasst, und wie kann dieses Wissen auf die Herausforderungen der heutigen Landwirtschaft angewandt werden? „Mit Hilfe von Ökosystemmodellen können wir herausfinden, welche Kombinationen von Arten die nachhaltigsten Ökosysteme schaffen. Dieses Wissen kann als Blaupause dienen, um klimaresistente Lebensmittelsysteme zu schaffen, die sowohl die von uns angebauten Pflanzen als auch die Nachhaltigkeit der Umgebungen, in denen sie wachsen, verbessern“, erklärt Projektleiter Prof. Eske Willerslev (Universität Kopenhagen). Es wird für zunächst sieben Jahre mit 78 Millionen Euro von der Novo Nordisk-Stiftung und dem Wellcome Trust gefördert. Auch Forschende vom MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften der Universität Bremen um Prof. Kai-Uwe Hinrichs, Dr. Lars Wörmer, Dr. Ursula Röhl und Dr. Enno Schefuß des Fachbereichs Geowissenschaften werden maßgeblich beteiligt sein.

Quelle: Uni Bremen beim idw

Wer von einer Reise außerhalb der EU zurückkehrt, bringt gerne Pflanzen oder Pflanzenteile mit: Samen und Ableger für Hobby-Gärtner, Zapfen und Äste als Dekoration, oder frisches Obst als Reiseproviant. Keine gute Idee! Als koordinierende, nationale Behörde im Bereich der Pflanzengesundheit warnt das Julius Kühn-Institut (JKI) Reisende davor, unbedacht Pflanzenmaterial in die EU einzuführen: All diesen Mitbringseln können unbemerkt Insekten, Pilze oder Bakterien anhaften, in Holz reisen Käferlarven mit und Viren schlummern in den Blättern exotischer Zierpflanzen. „Schadorganismen aus Nicht-EU-Ländern können große wirtschaftliche, aber auch ökologische Schäden in der EU und Deutschland verursachen,“ erklärt Dr. Bernhard Schäfer, Institutsleiter des zuständigen Fachinstituts am JKI, „Selbst innerhalb der EU sollte darauf verzichtet werden, einfach so Pflanzen oder Bodenmaterial von einem Land ins nächste zu transportieren.“ Mandelbäume aus Mallorca könnten zum Beispiel mit dem Bakterium Xylella fastidiosa befallen sein – dieses infiziert neben Mandel, Weinrebe, Olive, Kirsche und Pflaume auch zahlreiche Zierpflanzen (z. B. Oleander) oder Laubbäume wie Ahorn, Eiche, Platane und Ulme.

Quelle: JKI

Die atomaren Interaktionen in der Proteinstruktur des Photosystems II hat ein internationales Forschungsteam mithilfe der Kryo-Elektronenmikroskopie in einer noch nie dagewesenen Auflösung auf Nanometer-Ebene sichtbar gemacht. Damit liefert es einen Schlüssel zur Aufklärung grundlegender biochemischer Prozesse, der über die Photosynthese hinaus auch für andere Forschungsdisziplinen wichtig ist. Die Ergebnisse stellt das Team von Wissenschaftler*innen der Humboldt-Universität zu Berlin (HU), der schwedischen Universitäten Umeå und Uppsala sowie der Universität Potsdam im Fachmagazin Science vor.

Quelle: HU Berlin

Krankheitserregende Bakterien der Art Vibrio vulnificus lassen sich in der Ostsee über die Reduzierung von Algenblüten teilweise kontrollieren. Zu diesem Schluss kommen die Mikrobiologen David Riedinger und Matthias Labrenz vom Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde (IOW) in einer ostseeweit angelegten Studie über Vibrio vulnificus. Die Ergebnisse wurden nun in der Fachzeitschrift Communications Earth & Environment veröffentlicht.

Quelle: IOW

Ein Forschungsteam hat herausgefunden, dass Pflanzen von verschiedenen Interaktionen mit Bestäubern und Pflanzenfressern profitieren. So sind Pflanzen, die von Insekten bestäubt werden und sich gegen Fressfeinde wehren müssen, evolutionär besser an verschiedene Bodentypen angepasst. Die Ergebnisse hat das Team der Universität Zürich (UZH) in zwei Publikationen m Fachjournal Nature Communications veröffentlicht.

Quelle: UZH

In einer breit angelegten Befragung haben Forschende der Goethe-Universität und des Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrums in Frankfurt die Sichtweise und Wahrnehmung von Interessenvertreter*innen in Deutschland zum Thema invasive Arten untersucht. Die Ergebnisse der im Fachjournal Biological Invasions erschienenen Studie zeigen, dass alle befragten Interessengruppen die Verbreitung von invasiven Arten als Problem wahrnehmen und ein hohes Interesse an der Thematik haben. Der wirtschaftliche Schaden, den invasive Arten jährlich in Deutschland verursachen, sowie deren Vielfalt wurden aber in allen Gruppen deutlich unterschätzt.

Quelle: Senckenberg

Forschende der Universität Bonn haben eine Software entwickelt, die das Wachstum von Ackerpflanzen simulieren kann. Dazu fütterten sie einen lernfähigen Algorithmus mit Tausenden von Fotos aus Feldexperimenten. Das Verfahren lernte dadurch, auf Basis eines einzigen Ausgangsbildes die zukünftige Entwicklung angebauter Pflanzen zu visualisieren. Anhand der bei diesem Prozess erzeugten Bilder lassen sich Parameter wie die Blattfläche oder auch der Ertrag treffsicher abschätzen. Die Ergebnisse sind in der Zeitschrift Plant Methods erschienen.

Quelle: Uni Bonn

Um den widrigen Bedingungen des mediterranen Sommers zu entgehen, verzögern manche Samen ihre Keimung bis die heißen und trockenen Zeiten vorbei sind. Anhand des Pflanzenmodells Aethionema arabicum hat ein Forschungsteam zum ersten Mal einen lichtinduzierten Mechanismus beschrieben, der eine sekundäre Samenruhe im Sommer bewirkt. Die Ergebnisse um Zsuzsanna Mérai aus der Gruppe von Liam Dolan am Gregor-Mendel-Institut für Molekulare Pflanzenbiologie (GMI) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) wurden im Fachjournal Current Biology veröffentlicht.

Quelle: GMI

Eine neue Studie in der Zeitschtrift Nature hat gezeigt, dass entscheidende pflanzliche Immunmoleküle sich untereinander in einen Verbund verpacken und auf diese Weise vor unerwünschter Aktivierung geschützt werden. Das berichtet ein Team um unter der Leitung von Jijie Chai von der Westlake University in China und Paul Schulze-Lefert vom Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung in Köln.

Quelle: MPIPZ

Ein internationales Forschungsteam hat mit Hilfe einer neuartigen genetischen Uhr die älteste bisher bekannte Meerespflanze entdeckt. Es handelt sich um einen 1.400 Jahre alten Seegras-Klon aus der Ostsee, der aus der Zeit der Völkerwanderung stammt. Das Forschungsprojekt ist ein wichtiger Schritt zum besseren Verständnis und zum Schutz mariner Ökosysteme. Die Studie unter der Leitung von Professor Dr. Thorsten Reusch vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel ist heute in der Fachzeitschrift Nature Ecology and Evolution erschienen.

Quelle: GEOMAR

Der Kirschlorbeer (Prunus laurocerasus) ist eine der beliebtesten Gartenpflanzen und wird vor allem als Heckenpflanze eingesetzt, da die Art immergrün ist und sehr dicht wächst. Genau diese Merkmale machen den Kirschlorbeer allerdings zum potentiellen Problem, wenn er sich in heimischen Wäldern etabliert, da er möglicherweise andere Arten verdrängt. In einer Studie analysierte Dr. Stefan Abrahamczyk, Botaniker am Naturkundemuseum Stuttgart (SMNS), gemeinsam mit Wissenschaftler*innen der Universität Bonn die Verbreitung der Pflanze im Kottenforst, einem großen Waldgebiet bei Bonn. Die Daten zeigen, dass sich der Kirschlorbeer hier etabliert, was auch in anderen mitteleuropäischen Wäldern zu beobachten ist. Dabei begünstigt der Klimawandel die starke Verbreitung der Art. Die Ergebnisse der Untersuchung wurden nun in einem Artikel in der Fachzeitschrift Biological Invasions veröffentlicht.

Quelle: SMNS

Autoreifen enthalten hunderte von chemischen Additiven, die sich aus ihnen herauslösen können. So gelangen sie in Nutzpflanzen und anschließend in die Nahrungskette. Forscher*innen des Zentrums für Mikrobiologie und Umweltsystemwissenschaft der Universität Wien haben nun erstmals chemische Rückstände aus Reifenabrieb in Blattgemüse nachgewiesen. Die Konzentrationen waren zwar gering, der Nachweis dennoch eindeutig. Ein Befund, der etwa auch für Medikamentenrückstände in pflanzlichen Nahrungsmitteln bekannt ist. Die Studie erschien in der Fachzeitschrift Frontiers in Environmental Science.

Quelle: Uni Wien

Der Sachverständigenrat für Umweltfragen (SRU) fordert darin die Bundesregierung auf, die „Wiederherstellung der Natur in Deutschland anzugehen“. Der Bericht betont, dass Natur nicht nur geschützt, sondern ihr Zustand dringend aktiv verbessert werden müsse. Zentrale Forderung der 15 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sind dabei bessere Rahmenbedingungen für die Wiederherstellung von Natur, Flächen „zukunftsfähig zu bewirtschaften“ sowie eine „ambitionierte Renaturierungspolitik“ in Deutschland und in Europa. Der SRU unterstreicht in dem 92-seitigen Papier die Bedeutung von Fördermaßnahmen für den Natürlichen Klimaschutz, unter anderem im Rahmen des Aktionsprogramms Natürlicher Klimaschutz. Die Stellungnahme ist gemeinsam mit dem Wissenschaftlichen Beirat für Biodiversität und Genetische Ressourcen (WBBGR) sowie dem Wissenschaftlichen Beirat für Waldpolitik (WBW) entstanden und liegt als Unterrichtung (20/11595) der Bundesregierung vor, berichtet Heute im Bundestag (hib).

Quelle: hib

Rund 12,5 Millionen Euro erhält die Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) für ihre Protein- und Pflanzenforschung. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) bewilligt an der MLU den neuen Sonderforschungsbereich (SFB) 1664 Plant Proteoform Diversity, der hier erreichbar ist: https://snp2prot.uni-halle.de. Im Zentrum der Forschungsprojekte steht die Frage, wie winzige Veränderungen im Erbgut von Pflanzen die Funktion von Proteinen beeinflussen und damit zu neuen Eigenschaften führen. Beteiligt sind neben der MLU das Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK), das Leibniz-Institut für Pflanzenbiochemie (IPB) und die Universität Leipzig. Zu den neu ausgeschriebenen Stellen.

Quelle: MLU

Die molekularen Mechanismen, welche die Samenentwicklung bei blühenden Pflanzen steuern, haben Forschende kürzlich im Fachmagazin Nature Plants vorgestellt. Die Ergebnisse der Forschenden des des Max-Planck-Instituts für molekulare Pflanzenphysiologie (MPI-MP) zeigen, wie mütterliche Gene die Entwicklung des Endosperms regulieren, eines entscheidenden Gewebes in Samen, das den sich entwickelnden Pflanzenembryo ernährt und den Großteil der weltweiten Ernteerträge ausmacht.

Quelle: MPI-MP

Ein Forschungsteam hat Wildbienen auf Kalkmagerrasen untersucht und dabei sowohl die Blütenbesuchsnetzwerke als auch die Pollentransportnetzwerke analysiert. Dabei zeigte sich, dass nicht alle Besuche der Bienen auf den Blüten automatisch auch mit Pollensammeln verbunden waren. Die Pollendaten verdeutlichten zudem, dass die Interaktionen, die nur auf einzelnen Kalkmagerrasen nachzuweisen waren, bei großer Landschaftsvielfalt zunahmen. Diese Spezialisierung der Netzwerke wird also unterschätzt, wenn nur einfach strukturierte Landschaften untersucht werden und keine Angaben zum Pollentransport vorliegen, resümiert das Team unter Leitung der Universität Göttingen über die Veröffentlichung in der Fachzeitschrift PNAS.

Quelle: Uni Göttingen

Welche Rolle Algen bei der Speicherung von Kohlenstoff im Meer spielen, zeigt eine neue Studie. Die Forschenden schätzen, dass die weltweiten Algenwälder jedes Jahr 56 Millionen Tonnen Kohlenstoff (zwischen 10 und 170 Millionen Tonnen) in die Tiefsee transportieren. Zwischen 4 und 44 Millionen Tonnen dieses Kohlenstoffs könnten in jenen Tiefen für mindestens hundert Jahre gespeichert bleiben. Die Ergebnisse des internationalen Forschungsteams, an dem auch Forschende des Helmholtz-Zentrums Hereon beteiligt waren, wurde jetzt im Journal Nature Geoscience veröffentlicht.

Quelle: Helmholtz-Zentrum Hereon

In seiner Rubrik "Schon gewusst?" berichtet das Portal Pflanzenforschung.de wieviele gebietsfremde Pflanzenarten es mittlerweile hierzulande gibt, welche sich besonders wohlfühlen und daher andere Pflanzen verdrängen. Diese invasiven Arten sind eine Gefahr für die Biodiversität, für Land- und Forstwirtschaft und in manchen Fällen auch für unsere Gesundheit.

Quelle: Pflanzenforschung

Wenn blaugrüne Teppiche Flüsse und Seen überziehen, ist es mit dem Badevergnügen oft vorbei. Doch was tun gegen solche Massenentwicklungen von Cyanobakterien, umgangssprachlich auch Blaualgenblüten genannt? Bisher hat sich die Wissenschaft vor allem mit der Frage beschäftigt, unter welchen Bedingungen es zu diesem Phänomen kommen kann. Jetzt hat ein Forschungsteam unter Beteiligung des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) in einer Übersichtsstudie im Fachjournal Harmful Algae zusammengetragen, welche Faktoren Algenblüten zum Abklingen bringen:

1. Durchmischung und Starkregen können Algenblüten beenden
2. Chemische Stoffe anderer Organismen als Waffe gegen Cyanobakterien
3. Wenn die Cyanobakterien „krank“ werden
4. Schicksal: Gefressen werden
5. Konkurrenz um Licht und Nahrung

Diese für eine technische Bekämpfung zu nutzen, ist jedoch aufwändig und der Erfolg ungewiss. Vorbeugung ist daher nach wie vor die beste Methode.

Quelle: IGB

Auen gehören nicht nur zu den artenreichsten Lebensräumen in Mitteleuropa. Sie verbessern auch die Wasserqualität und leisten einen wichtigen Beitrag zum Hochwasser- und Klimaschutz. Allerdings hat der Mensch viele Flusslandschaften so stark verändert, dass sie diese wichtigen Leistungen nur noch eingeschränkt oder gar nicht mehr erbringen können. Doch dabei muss es nicht bleiben. Das kürzlich abgeschlossene Projekt „Lebendige Luppe“ zeigt, wie solche Auen selbst in Großstädten wieder zu lebendigen und funktionsfähigen Ökosystemen werden können. Ein Team des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) und der Universität Leipzig hat das Vorhaben zwischen Leipzig und Schkeuditz wissenschaftlich begleitet.

Quelle: UFZ

Das Leibniz-Institut für Gemüse- und Zierpflanzenbau (IGZ) beteiligt sich am Leibniz-Lab „Systemische Nachhaltigkeit“, das die Herausforderungen durch den rasanten Verlust an Biodiversität und dem anhaltenden Klimawandel einerseits und intensiver Landwirtschaft und mangelnder Ernährungssicherung andererseits adressiert. Das Lab führt Wissen aus Forschung und Gesellschaft zusammen, um die Entwicklung und Umsetzung systemischer Lösungen für Nachhaltigkeit zu forcieren. Die von der Leibniz-Gemeinschaft eingerichteten Leibniz-Labs sollen einen Beitrag zu Lösungen für gesellschaftlich drängende Fragestellungen leisten und setzen dabei auf die Integration der vielfältigen Wissensbestände ihrer Institute.

Quelle: IGZ

Pflanzen verfügen über spezielle Korrektur-Moleküle, die Genabschriften nachträglich verändern können. Doch offensichtlich haben diese „Tipp-Ex-Proteine“ nicht in allen Bereichen der Zelle eine Arbeitserlaubnis. Stattdessen kommen sie ausschließlich in Chloroplasten und Mitochondrien zum Einsatz. Eine Studie der Universität Bonn erklärt nun, warum das so ist: Demnach würde der Korrekturmechanismus ansonsten auch fehlerfreie Abschriften verändern - mit fatalen Folgen für die Zelle. Die Ergebnisse sind jetzt in der Fachzeitschrift The Plant Journal erschienen.

Quelle: Uni Bonn

Die #Krautschau schafft mit der von der Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung initiierten bundesweiten Aktionswoche vom 18. bis 26. Mai mehr Bewusstsein für die kleinen Wildpflanzen im urbanen Raum und für die Bedeutung von Natur in den Städten. Die oft übersehenen kleinen Pflanzen in Pflasterfugen und Mauerritzen sind die geheimen Stars der städtischen Flora. Und sie sind wichtig für das Ökosystem der Stadt. Jede*r ist eingeladen mitzumachen und den pflanzlichen „Ritzenrebellen“ mit bunter Kreide vor Ort Aufmerksamkeit zu verschaffen, die Beschriftung zu fotografieren und in den sozialen Medien zu teilen. Gemeinsam mit Senckenberg-Forscher*innen kann man in Frankfurt und Görlitz die urbane Vielfalt „zum Niederknien“ erkunden. Eine Übersicht aller gemeldeten öffentlichen Rundgänge ist hier: https://www.senckenberg.de/krautschau.

Quelle: Senckenberg

Forschende der Geographie zeigen, dass der Sommer des vergangenen Jahres der wärmste war, den es seit dem Jahr 1 nach Christus in weiten Teilen der Nordhalbkugel gab. Das berichten sie in einem Artikel, den die Forschenden der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) und der University of Cambridge in der Online-Ausgabe des Magazins Nature veröffentlichten. Durch ihre Arbeit mit den Baumringdaten sind die Forscher noch zu einem anderen beunruhigenden Ergebnis gekommen: „Unsere Berechnungen zeigen, dass die Durchschnittstemperatur in der Zeit von 1850 bis 1900 um 0,24 Grad niedriger war als bislang auf Grundlage der Daten von Wetterstationen angenommen“, sagt Prof. Dr. Jan Esper vom Geographischen Institut. „Das würde bedeuten, dass die Erwärmung größer ist als bisher gedacht und dass die formulierten Klimaziele neu kalkuliert werden müssen.“

Quelle: JGU

In einer neuen Studie haben Forschende ein System zur Erzeugung klonaler Geschlechtszellen in Tomatenpflanzen entwickelt und diese zur Entwicklung der Genome der Nachkommen verwendet. Die Befruchtung einer klonalen Eizelle eines Elternteils durch ein klonales Spermium eines anderen Elternteils führte zu Pflanzen, die die vollständige genetische Information beider Elternteile enthielten. Die Studie, in der die Forschenden zum ersten Mal klonale Geschlechtszellen nutzten, um Nachkommen durch einen Prozess zu erzeugen, den sie "polyploides Genomdesign" nennen, haben die Forschenden unter der Leitung von Charles Underwood vom Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung (MPIPZ) in Köln jetzt in Nature Genetics veröffentlicht.

Quelle: MPIPZ

Pflanzen passen sich mit der Zeit genetisch an die speziellen Verhältnisse der Bio-Landwirtschaft an, wie eine Langzeit-Studie der Universität Bonn zeigt. Dazu bauten die Forschenden des Instituts für Nutzpflanzenwissenschaften und Ressourcenschutz (INRES) auf zwei benachbarten Feldern Gerstenpflanzen an; einmal unter konventionellen und einmal unter ökologischen Bedingungen. Im Laufe von mehr als 20 Jahren reicherten sich in der Bio-Gerste ganz spezifische Erbanlagen an - andere als in der Vergleichs-Kultur. Bei den genetischen Untersuchungen zeigten sich nun zwei interessante Trends: In den ersten zwölf Jahren veränderte sich die Allel-Häufigkeit der Gerste auf beiden Feldern in dieselbe Richtung. In den Jahren danach entwickelten sich die Allel-Frequenzen der beiden Kulturen jedoch zunehmend auseinander. So reicherten sich unter Öko-Bedingungen vor allem Genvarianten an, die für eine geringere Empfindlichkeit gegen Nährstoff- oder Wassermangel sorgen - also etwa Allele, die die Struktur der Wurzel beeinflussen. Als Grund vermuten die Forschenden Grund die stärker schwankende Nährstoff-Verfügbarkeit im Ökolandbau. Die konventionell angebaute Gerste wurde zudem mit der Zeit genetisch immer einheitlicher; die einzelnen Pflanzen auf dem Feld ähnelten sich also hinsichtlich ihres Erbguts von Jahr zu Jahr stärker. Bei der Bio-Gerste blieb die Heterogenität dagegen höher. Insgesamt zeigen die Ergebnisse, wie sinnvoll die Züchtung von Sorten ist, die für den Biolandbau optimiert sind. Denn sie sind aufgrund ihrer an diese Bedingungen angepassten genetischen Ausstattung robuster und versprechen höhere Erträge. Die Ergebnisse sind nun in der Zeitschrift Agronomy for Sustainable Development erschienen.

Quelle: Uni Bonn

Im Meer haben Forschende eine bisher unbekannte Partnerschaft zwischen einer Kieselalge und einem Bakterium gefunden, die für große Teile der Stickstofffixierung in weiten Ozeanregionen verantwortlich sein kann. Der neu beschriebene, bakterielle Symbiont ist eng verwandt mit stickstofffixierenden Rhizobien, die mit vielen Kulturpflanzen zusammenleben. Diese Entdeckung könnte neue Wege für die Entwicklung von stickstofffixierenden Pflanzen eröffnen. Die Forschenden des Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie stellen die Symbiose im Fachmagazin Nature vor.

Quelle: MPI für Marine Mikrobiologie

Die Universität Freiburg interviewte Daniela Kleinschmit, Professorin für Forst- und Umweltpolitik und angehende Präsidentin der internationalen Dachorganisation der Forstwissenschaften IUFRO, die in dieser Woche ihre Ergebnisse bei den Vereinten nationen in New York präsentieren wird. Dort wird beim Waldforum (UNFF19) über Fragen der internationalen Wald-Governance beraten, also darüber, wie Staaten und internationale Organisationen gute Regeln für die Nutzung und Erhaltung der globalen Wälder finden können. Ein wichtiger Impulsgeber wird dabei ein Bericht sein, den ein internationales Team von Forstwissenschaftler*innen unter der Leitung von Professorin Kleinschmit erstellt hat.

Quelle: Uni Freiburg

Bergwiesen sind einzigartige Ökosysteme. Ein Forschungsteam hat nun herausgefunden, dass der Klimawandel den Humusgehalt sowie die Stickstoffspeicher in den Grünlandböden der Alpen reduziert und die Bodenstruktur stört. Organische Düngung, beispielsweise mit Gülle, kann den Verlust organischer Bodensubstanz zumindest teilweise ausgleichen, berichtet das Team unter Leitung der Technischen Universität München (TUM) in der Fachzeitschrift Geoderma unter dem Titel Rapid loss of organic carbon and soil structure in mountainous grassland topsoils induced by simulated climate change.

Quelle: TUM

Grundlage der morphologischen Komplexität von Landpflanzen sind unter anderem komplizierte Netzwerke von Genen, deren koordinierte Wirkung die Pflanzenkörper durch verschiedene molekulare Mechanismen formt – seien es winzige Moosblättchen, emporragende Baumstämme, verborgene Wurzeln oder beindruckende Seerosenblüten. All diese prächtigen Formen sind aus einem einmaligen evolutionären Ereignis hervorgegangen: der Eroberung des Landes durch die Pflanzen. Unter den am engsten mit den Landpflanzen verwandten Algen finden sich verschiedene Wuchsformen, von einzellig bis hin zu komplexeren Zellfäden. Aus dieser Algengruppe hat ein internationales Forschungsteam unter der Leitung der Universitäten Göttingen und Nebraska-Lincoln nun die ersten Genomdaten komplexer Exemplare gewonnen, und zwar von vier fadenförmigen Sternalgen der Gattung Zygnema. An der Forschung waren mehr als 50 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus neun Ländern beteiligt (s.a. "Raus aufs Land"-Meldung aus Jena), die eine Reihe modernster Sequenzierungstechniken kombinierten, um die gesamte DNA-Sequenz der Algen zu entschlüsseln. Die Methoden ermöglichten es ihnen, vollständige Genome dieser Organismen auf der Ebene ganzer Chromosomen zu erstellen – was bei dieser Gruppe von Algen noch nie zuvor gemacht wurde. Der Vergleich dieser hoch aufgelösten Genome mit denen anderer Pflanzen und Algen führte zur Entdeckung wichtiger Signalgene für die Antwort auf sich verändernde Umweltbedingungen. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature Genetics veröffentlicht.

Quelle: Uni Göttingen

Welche genetischen Faktoren die Evolution eines bestimmten Photosynthesemechanismus bei Ananasgewächsen beeinflussen, um die Wassernutzung effizienter zu gestalten, schildern Forschende im Fachmagazin The Plant Cell. In dieser Studie konzentrierte sich das internationale Forschungsteam auf zwei Tillandsia-Arten mit unterschiedlichen Photosyntheseformen – CAM vs. C3 – was bedeutet, dass der C3-Art die spezielle Anpassung an wasserarme Bedingungen fehlt. Durch den Einsatz moderner Techniken zur Untersuchung der Genetik und Biochemie von Pflanzen – wie z.B. Analyse der Genanordnung, der molekularen Evolution und der Evolution von Genfamilien, der zeitlichen Variation der Genexpression und der Metaboliten – fanden die Forschenden unter der Leitung des Departments für Botanik und Biodiversitätsforschung der Universität Wien heraus, dass Veränderungen in der Genregulation hauptsächlich für die genomischen Mechanismen verantwortlich sind, die die CAM-Evolution bei Tillandsia vorantreiben. Sie zeigen, "dass die Genome von Tillandsia, wie auch die anderer Pflanzen, zwar stark verändert wurden, die Anpassung der Funktionsweise der Photosynthese aber vorwiegend durch die Regulation von Genen und nicht durch die Veränderung von Gensequenzen, die für Proteine kodieren, erfolgt", wie Erstautorin Clara Groot Crego die Ergebnisse bewertet. Dies wirft ein Licht auf die komplexen Vorgänge, die zur Anpassung der Pflanzen und zur ökologischen Vielfalt führen.

Quelle: Uni Wien

Europas Wälder wurden durch den Klimawandel bereits stark in Mitleidenschaft gezogen. Durch Dürre und Borkenkäfer sind bereits tausende Hektar an Bäumen abgestorben. Wissenschafter*innen der Universität Wien und der Technischen Universität München (TUM) haben nun untersucht, mit welchen Bäumen sinnvoll wieder aufgeforstet werden kann. Dazu hatten die Wissenschafter*innen die 69 häufigeren der knapp über 100 europäische Baumarten in Hinblick auf das 21. Jahrhundert in Europa untersucht. Ihr in der Fachzeitschrift Nature Ecology and Evolution veröffentlichtes Ergebnis: Im europäischen Durchschnitt sind von diesen 69 Arten nur neun pro Standort zukunftsfit, in Österreich sind es zwölf, darunter etwa Stieleiche, Winterlinde und Weißtanne. Welche Baumarten zukünftig in welche Region Europas passen, variiert insgesamt stark. Mischwälder sind jedoch wichtig für die Überlebensfähigkeit von Wäldern, sonst könnte das Ökosystem Wald insgesamt geschwächt werden.

Quelle: Uni Wien

Die globale biologische Vielfalt ist im 20. Jahrhundert allein durch veränderte Landnutzung um 2 bis 11 Prozent zurückgegangen. Das ist das Ergebnis einer in der Zeitschrift Science veröffentlichten Studie. Die Modellberechnungen der Forschenden des Deutschen Zentrums für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) und der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) zeigen auch, dass der Klimawandel bis Mitte des 21. Jahrhunderts zum Hauptgrund für den Rückgang biologischer Vielfalt werden könnte. Dazu hatten die Forschenden dreizehn Modelle verglichen: diese berechneten die Auswirkungen von Landnutzungs- und Klimawandel auf vier verschiedene Messgrößen biologischer Vielfalt sowie auf neun verschiedene Ökosystemleistungen.

Quelle: iDiv

Ein Forschungsteam hat „Deep-Learning“-Modelle entwickelt, die Gensequenzdaten mit der mRNA-Kopienzahl für mehrere Pflanzenarten verknüpfen und die regulatorische Wirkung von Gensequenzvariationen vorhersagen. Die Ergebnisse hat das Team unter Führung des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) mit Beteiligung des Forschungszentrums Jülich in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht. Die Aufklärung der Beziehung zwischen Sequenzen von regulatorischen Elementen und ihren Zielgenen ist der Schlüssel für das Verständnis der Genregulation und ihrer Variation zwischen Pflanzenarten und Ökotypen.

Quelle: IPK (pdf)

In einer öffentlichen Anhörung hat sich der Ausschuss für Bildung, Forschung und Technikfolgenabschätzung am Mittwochvormittag mit der Wissenschaftskommunikation beschäftigt. Grundlage war ein Antrag (20/10606 -> siehe pdf) der Fraktionen SPD, Bündnis 90/Die Grünen und FDP, die darin eine systematische und umfassende Stärkung der Wissenschaftskommunikation fordern. Die Koalitionsfraktionen wollen unter anderem die Potenziale der Wissenschaftskommunikation besser ausschöpfen. Denn diese biete „Wissen als Grundlage für demokratische Prozesse an“ und ermögliche evidenzbasierte Entscheidungen und wirke gegen Fake News und Desinformationen. „Gesamtgesellschaftlich fördert sie Resilienz, Zukunftsfähigkeit und Innovationsbereitschaft und stärkt das Vertrauen in Wissenschaft“, heißt es in dem Antrag weiter. Dabei präsentiere moderne Wissenschaftskommunikation Forschungsergebnisse nicht nur, sondern setze auf Diskussion, Co-Produktion und Kontextualisierung von wissenschaftlichen Erkenntnissen und Ergebnissen.

Quelle: Heute im Bundestag (hib)

Gebirge sind vom Klimawandel besonders betroffen: Sie erwärmen sich schneller als das Flachland. Mit der Erwärmung schwindet die Schneedecke und Zwergsträucher wie etwa das Heidekraut (Calluna vulgaris) dringen in höhere Lagen vor – mit starken Auswirkungen auf die jahreszeitlichen Abläufe der sensiblen alpinen Ökosysteme. Die Störung des zeitlichen Zusammenspiels von Pflanzen und Bodenmikroorganismen, das für den Ablauf von Stoffkreisläufen in Ökosystemen wesentlich ist, zeigt eine in der Fachzeitschrift Global Change Biology erschienene Studie mit Beteiligung des Innsbrucker Ökologen Michael Bahn, der über mehrere Jahre Feldstudien im Hinteren Ötztal in Tirol durchgeführt hat. "Eine frühere Schneeschmelze führt zu einem abrupten saisonalen Übergang der mikrobiellen Gemeinschaften. Die Funktion des Winter-Ökosystems wird dadurch verkürzt und seine Wirkweise eingeschränkt", erklärt Bahn.

Quelle: Uni Innsbruck

Forschende haben eine neue Indikation für Cnicin, einen Inhaltsstoff des Benediktenkrauts (Cnicus benedictus), entdeckt, das seit Jahrhunderten in Form von Extrakten oder Tees beispielsweise bei Verdauungsbeschwerden verwendet wird: Im Tiermodell sowie mit humanen Zellen zeigten sie, dass Cnicin das Wachstum von Axonen, den Fortsätzen von Nervenzellen, deutlich beschleunigt. Die Studie haben die Forschenden des Zentrums für Pharmakologie der Uniklinik Köln und der Medizinischen Fakultät der Universität zu Köln in der Zeitschrift Phytomedicine veröffentlicht. Eine erhöhte Regenerationsgeschwindigkeit könnte einen großen Unterschied machen, damit Nervenfasern nach einer Verletzung ihre ursprünglichen Zielgebiete rechtzeitig erreichen, bevor irreversible Funktionsverluste eintreten.

Quelle: Uni Köln

Selbst wenn Treibhausgas-Emissionen ab heute drastisch reduziert würden, müsste die Weltwirtschaft aufgrund des Klimawandels bis 2050 bereits mit einem Einkommensverlust von 19 Prozent rechnen, so eine jetzt in der Fachzeitschrift Nature veröffentlichte Studie. Diese Schäden sind sechsmal höher als die Vermeidungskosten zur Begrenzung der globalen Erwärmung auf zwei Grad. Auf der Grundlage von empirischen Daten aus mehr als 1.600 Regionen der letzten 40 Jahre haben Forschende des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK) die zukünftigen Auswirkungen veränderter klimatischer Bedingungen auf das Wirtschaftswachstum berechnet.

Quelle: PIK

Oft reagieren Organismen auf Stress-Situationen, indem sie ihre Proteinsynthese anpassen. Wie Krankheitserreger in dieses System eingreifen, möchte die Bochumer Arbeitsgruppe Pflanzliche Zellbiologie um Prof. Dr. Suayb Üstün genauer herausfinden. Das Team der Ruhr-Universität Bochum (RUB) untersucht die Frage anhand des pflanzlichen Modellorganismus Arabidopsis thaliana. Die Forschenden erhalten dafür rund 565.000 Euro Förderung von der Boehringer-Ingelheim-Stiftung im Förderprogramm „Rise Up!“. Im Fokus der Untersuchungen stehen sogenannte Processing Bodies. Dabei handelt es sich um Aggregate aus RNA und Proteinen, die in gesunden Pflanzen die Proteinsynthese bei Bedarf hemmen können, die Boten-RNA abbauen oder für die Qualitätskontrolle von Proteinen verantwortlich sind. „Unklar ist allerdings, unter welchen Bedingungen sich Processing Bodies bilden und ob sie von Krankheitserregern ausgenutzt werden können, um die Proteinsynthese zu manipulieren“, sagt Üstün.

Quelle: RUB

Es gibt zwar mehr als 120 Kaffeesorten, aber rund 70 Prozent der weltweiten Kaffeeproduktion gehen auf die Sorte Arabica zurück. Sie verträgt jedoch steigende Temperaturen weniger gut und ist anfälliger für Krankheiten. Außerdem schrumpft durch den Klimawandel die Anbaufläche, auf der Kaffee angebaut werden kann, und die Wasserknappheit führt zu erheblichen Ertragseinbußen. Die Pflanzenforschung ist daher auf der Suche nach neuen Arabica-Sorten. Nun haben Expert*innen ein Arabica-Referenzgenom entwickelt und in einer öffentlich zugänglichen digitalen Datenbank verfügbar gemacht, wie sie in der Zeitschrift Nature Genetics berichten. Beteiligt waren u.a. Forschende von Nestlé, aus Brasilien, Frankreich, den UDS sowie der Uni Leipzig. Ihre Ergebnisse erleichtern die Analyse verschiedener Merkmale der Kaffeesorte, um spezifische Eigenschaften wie bessere Erträge, die Größe der Kaffeekirschen und eine größere Widerstandsfähigkeit gegen Krankheiten oder Trockenheit sowie Geschmacks- oder Aromamerkmale zu ermitteln.

Quelle: Uni Leipzig

Prof. Dr. Ralph Bock vom Max-Planck-Institut (MPI) für Molekulare Pflanzenphysiologie in Potsdam erhält einen Advanced Grant des Europäischen Forschungsrates (ERC) in Höhe von 2,5 Mio € zur Entwicklung molekulargenetischer Forschungsmethoden. Das Forschungsprojekt „PlaMitEng“ soll es erstmals ermöglichen, gezielt gentechnische Veränderungen im Genom von Mitochondrien durchzuführen. Es sollen Selektionssysteme entwickelt werden, die es erlauben, Pflanzenzellen mit veränderten Mitochondrien von solchen mit veränderten Chloroplasten oder Zellkernen zu unterscheiden. „Die Möglichkeit, pflanzliche Mitochondriengenome zu verändern, wird sowohl in der Grundlagenforschung als auch in der angewandten Forschung völlig neue Möglichkeiten eröffnen. Mitochondrien und ihre Genome bieten auch ein einzigartiges Potenzial für Biotechnologie und synthetische Biologie, und dieses Potenzial ließe sich dann endlich umfassend nutzen,“ so Ralph Bock, der Leiter des Forschungsprojekts.

Quelle: MPI für Molekulare Pflanzenphysiologie

Der Europäische Forschungsrat (ERC) wird den Biochemiker Prof. Dr. Oliver Einsle von der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg über fünf Jahre hinweg im Rahmen eines ERC Advanced Grants mit rund drei Millionen Euro fördern. Einsle untersucht, wie Pflanzen mithilfe von Enzymen Stickstoff fixieren können und arbeitet damit an einer natürlichen Alternative zum industriellen Haber-Bosch-Verfahren. Er forscht daran, wie man die Stickstoffixierung von Hülsenfruchtpflanzen auf ander Pflanzen übertragen könnte, die keinen Stickstoff aus der Luft fixieren können. "Um diese Fähigkeit perspektivisch auf andere Pflanzen übertragen zu können, arbeiten mein interdisziplinäres Team und ich daran, Enzyme auf molekularer Ebene so zu optimieren, dass sie auch in anderen Organismen funktionsfähig sind,“ sagt Einsle.

Quelle: Uni Freiburg

Mehrere Tausend einheimische Insektenarten in Deutschland hängen von einheimischen Gehölzen ab. Allerdings werden in der Bundesrepublik im Zusammenhang mit Anpassungen an den Klimawandel zunehmend gebietsfremde Baumarten gepflanzt. Das Senckenberg-Forschungsteam zeigt in Kooperation mit weiteren Wissenschaftlern, dass die Verwendung einheimischer Baumarten unabdingbar ist, um dem Rückgang einheimischer Insektenarten zu begegnen. Die Ergebnisse haben sie in der Zeitschrift des Bundesamtes für Naturschutz „Natur und Landschaft“ veröffentlicht.

Quelle: Senckenberg

Schluss mit einer einseitigen industriellen Landwirtschaft, denn eine diversifizierte Landwirtschaft nützt sowohl Mensch und Umwelt, zeigt eine aktuelle Studie. Die umfangreiche globale Studie unter der Leitung der Universität Hohenheim in Stuttgart und der Universität Kopenhagen in Dänemark hat weltweit die Auswirkungen einer diversifizierten Landwirtschaft untersucht. Die Mischung von Viehhaltung und Ackerbau, die Integration von Blühstreifen und Bäumen, sowie Wasser- und Bodenschutz und vieles mehr: Die positiven Effekte nehmen mit jeder Maßnahme zu, während negative Auswirkungen kaum zu finden sind. Veröffentlicht wurden die Ergebnisse, an denen u.a. auch das Leibniz Institut zur Analyse des Biodiversitätswandels (LIB) beteiligt war, heute in der aktuellen Ausgabe von Science.

Quelle: Uni Hohenheim

Pflanzen sind sehr widerstandsfähig und überleben auch in rauen Umgebungen. Das liegt unter anderem am bemerkenswert effizienten Wundheilungsprozess – den Wissenschafter*innen schon seit mehr als hundert Jahren untersuchen. Eine neue Studie des Institute of Science and Technology Austria (ISTA) zeigt nun, dass der Prozess weniger kompliziert ist als gedacht und durch Druck sowie mechanische Kräfte angetrieben wird. Die Ergebnisse, die nun im Fachjournal Developmental Cell veröffentlicht sind, könnten praktische Anwendungen in der Landwirtschaft haben.

Quelle: ISTA

Das Forschungsteam hat nun erstmals einen molekularen Mechanismus aufgedeckt, über den die beiden Module der Photosynthese, die sog. Licht- und Kohlenstoffreaktion, ihre Aktivitäten über den „Thylakoid-K+-Exchange-Antiporter 3“ (KEA3) miteinander synchronisieren. Das hat das Forschungsteam aus Bergen, Bochum, Düsseldorf, Münster und Potsdam hat unter Leitung von Prof. Dr. Ute Armbruster der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) sowohl Computersimulationen als auch verschiedene experimentelle Ansätze henutzt, unter anderem Biosensoren. In der Fachzeitschrift Nature Communications beschreiben sie einen entscheidenden molekularen Mechanismus, der die beteiligten Prozesse synchronisiert und der Pflanzen dabei hilft ihre Photosynthese auf Lichtänderungen anpassen.

Quelle: HHU

Ein neu entdecktes Bakterium bildet ein Team mit einer Grünalge, das sich gegenseitig beim Wachstum unterstützt. Das Bakterium Mycetocola lacteus hilft der Mikroalge Chlamydomonas reinhardtii außerdem dabei, den Giftstoff eines anderen, schädlichen Bakteriums zu neutralisieren. Das grundlegende Verständnis des Zusammenspiels von Algen und Bakterien spielt auch beim Klimaschutz eine wichtige Rolle, da es dazu beitragen kann, diese ökologisch wichtige Partnerschaft zu verstehen und somit zu schützen. Die Ergebnisse der Studie werden am 5. April in der wissenschaftlichen Fachzeitschrift PNAS veröffentlicht. "Während das Bakterium bestimmte überlebenswichtige B-Vitamine und eine schwefelhaltige Aminosäure erhält, wird das Wachstum der Grünalge optimiert“, sagt Prof. Dr. Maria Mittag, Professorin für Allgemeine Botanik der Friedrich-Schiller-Universität Jena. "Neben Landpflanzen produzieren Algen und Cyanobakterien einen großen Teil des Sauerstoffs und binden etwa die Hälfte des Kohlendioxids in der Atmosphäre durch Photosynthese. Damit leisten sie einen wichtigen Beitrag für das Leben auf der Erde“, stellt Mittag fest. 

Quelle: Uni Jena

Gerste ist weltweit eine der wichtigsten Getreidekulturen. Viele Sorten produzieren ein giftiges Alkaloid namens Gramin. Dies schränkt die Nutzung als Futtermittel ein, schützt Gerste aber vor Krankheitserregern und Insekten. Bisher war die genetische Grundlage der Gramin-Biosynthese nicht geklärt, daher konnte die Produktion nicht gesteuert und diese Möglichkeit nicht für die Züchtung genutzt werden. Nun ist es Forschungsgruppen des IPK Leibniz-Instituts und der Leibniz Universität Hannover gelungen, den kompletten Biosyntheseweg von Gramin zu entschlüsseln. Damit wird nicht nur die Produktion in Modellorganismen möglich, sondern kann umgekehrt auch in Gerste unterbunden werden. Die Ergebnisse wurden heute in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht.

Quelle: Uni Hannover

Ein internationales Forschungsteam hat untersucht, auf welche Weise Pflanzen die Genexpression verändern, wenn sich ihre Umwelt ändert. Wie die letzte Woche in The Plant Cell veröffentlichte Studie zeigt, reagieren Pflanzen flexibel auf verschiedene Arten von Stress. Sie können die Genexpression auf der Ebene des alternativen Spleißens anpassen, damit sie überleben können. Dazu hatten die Biotechnologin Dr. Julieta Mateos von der Fakultät für Biologie der Universität Bielefeld und Prof. Dr. Dorothee Staiger bei Arabidopsis untersucht, wie die genetische Information in den Zellen verarbeitet wird, insbesondere beim sogenannten alternativen Spleißen von RNA.

Quelle: Uni Bielefeld

Wegen der zunehmenden Auswirkungen des globalen Wandels auf die weltweiten Ökosysteme sind Pflanzen vielfältigen Kombinationen von Stressfaktoren ausgesetzt. Die neue Forschungsgruppe „Physiologische und evolutionäre Anpassung von Pflanzen an zusammenwirkende abiotische und biotische Faktoren“ will ein genaueres Verständnis der Reaktionen von Pflanzen auf die verschiedenen Kombinationen von Stress erlangen. Neuartig ist hierbei der Ansatz, die Beobachtungen nicht nur auf Modellpflanzen zu stützen, sondern auf Nutzpflanzen sowie auf Pflanzen im Süßwasser und in marinen Ökosystemen. Diese sollen zudem nicht nur im Labor und Gewächshaus erforscht werden, sondern auch in ihrer natürlichen Umgebung. Sprecherin der neuen Forschungsgruppe ist Professorin Dr. Eva Holtgrewe-Stukenbrock von der Universität zu Kiel. Die Forschungsgruppe ist eine der 13 heute neu von der Deutschen Forschungsgemeinschaft bewilligten Forschungsgruppen.

Quelle: DFG

Gourmets schätzen die Spitzen des Queller, einer schmackhaften Pflanze, auch Meeresspargel genannt. Bislang fristete er ehr ein Nischendasein. Für die industrielle Massenproduktion von Lebensmitteln wird die Pflanze, die auf Salzwiesen oder im Watt wächst, bislang nicht genutzt. Dabei haben Pflanzen wie der Europäische Queller (Salicornia europaea) viele Qualitäten – das ist das Ergebnis des europaweiten Forschungsprojekts Aquacombine, in dem sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mehr als vier Jahre lang mit dem Potenzial von Halophyten befasst haben. So dient Queller nicht nur als Nahrung, sondern verfügt über wertvolle Polyphenole, kann als Filter in salzhaltigem Wasser eingesetzt werden und trägt darüber hinaus durch sein Wurzelwerk maßgeblich zum Küstenschutz bei. Das Institut für Botanik an der Leibniz Universität Hannover (LUH) war unter Leitung von Prof. Dr. Jutta Papenbrock im EU-Programms Horizon 2020 als einer von 17 Projektpartnern dabei. Die Vorteile: Halophyten brauchen kein Süßwasser und wachsen an Küsten oder in Salzwüsten, also auch dort, wo andere Pflanzen nicht gedeihen. Dabei benötigt die Pflanze wenig Platz. Versuche am Institut für Botanik der LUH mit einer eigens aufgebauten Pilotanlage zeigten, dass die Aufzucht auch in einem Gewächshaus mit Kunstlicht möglich ist und dass sich der Ertrag unter günstigen Bedingungen, wie einer optimalen Salzkonzentration in der Nährlösung, erheblich steigern lässt, was langfristig für die Produktion von Queller in großem Umfang wichtig wäre. Hinzu kommt, dass gerade Salicornia nicht nur schmackhaft ist, sondern auch gesund: Die Pflanze ist reich an Polyphenolen, diese wirken antioxidativ und entzündungshemmend. Mithilfe molekularbiologischer Techniken haben die Forschenden ausßerdem das Geheimnis der außergewöhnlichen Salztoleranz des Europäischen Quellers beschrieben.

Quelle: LUH

Die Online-Fortbildungsreihe "Faszination Biologie" des Verbandes Biologie, Biowissenschaften und Biomedizin in Deutschland (VBIO) wird am 23. April 2024 von 17.00 bis 19.00 Uhr fortgeführt mit dem Thema: „Der Duft der Pflanzen – ein flüchtiges Alphabet zur Kommunikation mit ihrer Umwelt“. Dieses wissenschaftliche Webinar richtet sich nicht nur an Unterrichtende, sondern an alle Interessierten. Darin wird Prof. Dr. Jörg-Peter Schnitzler vom Helmholtz-Zentrum München beispielsweise beantworten, welche pflanzlichen Duftstoffe („volatile organic compounds“, VOCs) werden unter sich ändernden Umweltbedingungen emittiert? Welche biochemischen Prozesse und Strukturen sind daran beteiligt? Welche Aufgaben haben VOCs, insbesondere Terpenoide, für die Pflanze selbst? Was weiß man über die Erkennung und Wahrnehmung dieser Verbindung sowie über die Signalverarbeitung? Gibt es Möglichkeiten für eine biotechnologische Nutzung und welche Rolle können diese Kommunikationsmöglichkeiten bei neuen nachhaltigen Pflanzenschutzkonzepten spielen, etwa beim Smart Agriculture? Der VBIO bittet um möglichst frühzeitige Anmeldung zum online-Vortrag.

Quelle: VBIO

Die EU-Kommission hat heute eine Reihe gezielter Maßnahmen zur Förderung der Biotechnologie und der Bioproduktion in der EU vorgeschlagen. In ihrer Mitteilung über die Natur als Fundament der Zukunft werden die damit in Zusammenhang stehenden Herausforderungen und Hürden aufgezeigt und Vorschläge unterbreitet, wie diese im Einklang mit der Mitteilung über die langfristige Wettbewerbsfähigkeit der EU angegangen werden können. Wegen der Fortschritte im Bereich der Biowissenschaften, die mithilfe von Digitalisierung und künstlicher Intelligenz (KI) erzielt werden, und der Möglichkeiten, die sich aus biobasierten Lösungen zur Behebung gesellschaftlicher Probleme ergeben, zählen Biotechnologie und Bioproduktion zu den vielversprechendsten technologischen Gebieten dieses Jahrhunderts. Biotechnologie und Bioproduktion können die EU dabei unterstützen, die Umgestaltung ihres Agrar-, Forst-, Energie-, Lebensmittel- und Futtermittelsektors sowie ihrer Industrien voranzutreiben. Außerdem können sie einen Beitrag zu einer wettbewerbsfähigeren und widerstandsfähigeren EU leisten, die ihren Bürgerinnen und Bürgern eine bessere Gesundheitsversorgung bietet und ihren grünen und ihren digitalen Wandel erfolgreich voranbringt.

Quelle: EU Kommission

Mit dem Portal „Algen Deutschlands“ https://algen.rotelistezentrum.de wird es künftig leichter, Beobachtungsdaten von Algen zu erfassen und für den Naturschutz und die Roten Listen zu verwenden. Zu seinem Start im März 2024 enthält das Portal bereits 71.000 Nachweisdaten zu verschiedenen Gruppen von Süßwasseralgen. Beobachtungsdaten zu den marinen Makroalgen und den Dinoflagellaten Deutschlands sollen folgen. Geprüfte Daten werden für Zwecke des Naturschutzes, für wissenschaftliche Auswertungen und für die Erstellung der Roten Listen Deutschlands verwendet. Der Besuch des Webportals steht grundsätzlich allen Privatpersonen oder Institutionen offen, für die Nutzung wird keine Gebühr erhoben.

Details: Rote Liste Zentrum (via DLR)

Von der noch unentdeckten Artenvielfalt über widerstandsfähige Wälder bis zu den Auswirkungen des Lebensmittelkonsums auf die Natur: 64 Expertinnen und Experten haben jetzt ihr Wissen und ihre Empfehlungen gebündelt und in Form von „10 Must-Knows aus der Biodiversitätsforschung“ für 2024 veröffentlicht. Der neue Bericht des Leibniz-Forschungsnetzwerks Biodiversität, dem auch das Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) angehört, zeigt Politik und Gesellschaft konkrete Wege auf, wie die biologische Vielfalt auf lokaler, nationaler und europäischer Ebene wirksam erhalten und nachhaltig genutzt werden kann, und wie sich dadurch zugleich das Klima schützen lässt. Mit der Veröffentlichung tragen die Forschenden aktuelle, wissenschaftliche Fakten zusammen und somit zur Debatte um die nationale Biodiversitätsstrategie bei, die noch vor der nächsten Weltnaturkonferenz im Herbst 2024 verabschiedet werden soll.

Quelle: PIK

Die Phasentrennung, die beim Mischen von Öl und Wasser auftritt, spielt auch im Immunsystem von Pflanzen eine wichtige Rolle. Demnach muss eine wichtige Gruppe von Immunproteinen sich in Tröpfchen kondensieren, um aktiviert zu werden und dadurch Pflanzen vor Infektionen mit mikrobiellen Krankheitserregern zu schützen. Die Forschenden um Jijie Chai von der Westlake University, China, Jane Parker und Paul Schulze-Lefert vom Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung in Köln (MPIPZ), haben nun herausgefunden, dass sich die Toll/Interleukin-1-Rezeptor(TIR)-Domänen-Proteine bei steigender Konzentration in den Pflanzenzellen wie Öltropfen im Wasser verteilen - ein typisches Merkmal von Proteinen, die sich untereinander vernetzen - und so die immunbedingte Zelltodreaktion auslösen. Außerdem sind diese Protein-Ensembles in Pflanzenzellen nicht statisch, da sich die TIR-Domänen-Proteine ständig in die Tröpfchen hinein und aus ihnen heraus bewegen. Durch die Konzentration und Organisation von Enzymansammlungen ist die Phasentrennung ein wirksames Mittel zur Verfielfachung der TIR-Enzymaktivität. Obwohl bekannt war, dass dieses Phänomen für pflanzliche Immunreaktionen wichtig ist, war bisher unklar, warum. Die Studie ist in der Zeitschrift Nature veröffentlicht.

Quelle: MPIPZ

Am 20. März suchen Podiumsteilnehmende in der Bundeskunsthalle gemeinsam nach Antworten auf folgendes Spannungfeld: Seit über einer Generation wird darüber gestritten, ob Pflanzen gentechnisch verändert werden dürfen. Die neuen Methoden der Genomeditierung erlauben eine präzise Veränderung innerhalb des Genoms der Pflanze. Aus Sicht der Wissenschaft sind solche Veränderungen, die auch durch klassische Züchtung hätten entstehen können, unbedenklich. Zudem bieten genomische Techniken die Möglichkeit, etwa dürretolerante Kulturpflanzen zu züchten oder solche, die weniger Pflanzenschutzmittel benötigen oder frei von Allergenen sind. Die neuen Techniken bieten damit die Chance, den weltweit steigenden Bedarf an Lebensmitteln durch eine effizientere Produktion nachhaltig zu sichern. In Deutschland steht das Label „Ohne Gentechnik“ oft in einer Reihe mit Gütesiegeln, die ein Produkt als qualitätvoll und gesund auszeichnen, obwohl es keinerlei Aussagen über den ernährungsphysiologischen Wert eines Produkts zulässt. So wird Sicherheit in Bezug auf vermeintliche Gesundheitsrisiken suggeriert und es steigt die Gefahr, dass Gentechnik per se als gefährlich und gesundheitsschädlich wahrgenommen wird. Warum ist das so? Wie kann man das Vertrauen in Produkte mit „grüner Gentechnik“ und deren gesundheitliche Unbedenklichkeit stärken? Was kann die Akzeptanz in der Bevölkerung erhöhen? Und können wir uns den Verzicht auf eine effizientere Landwirtschaft angesichts einer wachsenden Weltbevölkerung und durch den Klimawandel bedingte Ernteeinbrüche noch leisten? Das diskutieren die Soziologin Professorin Dr. Jana Rückert-John (Hochschule Fulda), Expertin für die Soziologie des Essens, der Agrarökonom Professor Dr. Matin Qaim (Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn) und der Präsident des Vereins Bioland e.V., Jan Plagge. Das Publikum ist eingeladen, Fragen zu stellen und sich zu den Expert*innen an den Tisch zu setzen, um mit ihnen zu diskutieren. Moderiert wird die Diskussion von Christina Sartori und Tobias Altehenger. Die Veranstaltung wird auch online per Livestream übertragen. Zum YouTube-Kanal der DFG, auf dem der „Enter Science“-Livestream zu sehen sein wird:
www.youtube.com/user/DFGScienceTV

Quelle: DFG

Mit Blick auf den Klimawandel möchte das am JKI koordinierte, internationale Verbundprojekt den Anbau pilzwiderstandsfähiger Rebsorten (PIWIs) fördern. Pilzwiderstandsfähige Rebsorten (PIWI) ermöglichen es, diesen weinbaulichen Herausforderungen umweltgerecht zu begegnen und den Anteil ökologisch bewirtschafteter Flächen im Weinbau zu erhöhen. Ein Schwerpunkt der JKI-Rebenzüchtung ist die Grauschimmelfäule. Das internationale INTERREG-Forschungsprojekt WiVitis setzt sich u.a. zum Ziel den Anbau und die Popularität der PIWI-Reben im Weinbau zu steigern. Koordiniert wird das seit letztem Jahr laufende EU-Projekt vom JKI-Institut für Rebenzüchtung Geilweilerhof in Siebeldingen. Kooperationspartner sind WBI Freiburg, DLR Rheinpfalz, INRAE Colmar, FiBL Schweiz, NI Lab der Schweiz.

Quelle: JKI beim Informationsdienst Wissenschaft

Die kleinste Seerose der Welt ist doch nicht ausgestorben und wird nun besonders geschützt. Die Seerose Nymphaea thermarum, deren Blüte nicht größer als ein Ein-Cent-Stück groß wird, ist ein Lokal-Endemit, die weltweit in der Natur lediglich in Quellbächen wächst - in einem Gebiet, das kleiner als ein Fußballfeld ist. Somit galt diese Pflanze seit ihrer Entdeckung als extrem gefährdet, da nahegelegene Landwirtschaft und Bergbau ihren Lebensraum stark einengten. Durch intensiver werdende Landwirtschaft und durch Ausweitung des Bergbaugebiets kam es zum Verschwinden der Seerosen-Art in der Natur. Zuletzt wurde sie noch im Jahr 2008 in ihrem natürlichen Lebensraum gesehen, sie wurde aber im Jahr 2010 durch die International Union for Conservation of Nature (IUCN) als ausgestorben-in-der-Natur deklariert. Im Juli / August 2023 entdeckten Forschende der Universität Koblenz unweit des ursprünglichen Standorts eine neue oder überlebende Population dieser kleinsten Seerose der Welt. Die Freude über ihre Wiederentdeckung ist auch bei ihrem Erstentdecker Prof. Dr. Eberhard Fischer groß. Über die Widerentdeckung berichten sie im Februar im Fachjournal Oryx.  

Quelle: Uni Koblenz

Ob sich die chemische Verteidigung von Pflanzen verändert, wenn sie sich in neuen geographischen Regionen etablieren, hat ein internationales Team von Forschenden analysiert. Gewächshausversuche mit Populationen des Spitzwegerichs (Plangato lanceolata) aus verschiedenen Ländern und Kontinenten, zeigten, dass eingewanderte bzw. eingeführte Spitzwegerich-Populationen unter Berücksichtigung von Klimafaktoren ihres Lebensraums eine höhere chemische Abwehrkraft aufwiesen, ohne dass ihr Wachstum beeinträchtigt war. Das zeigen die Arbeitsgruppen um Sybille Unsicker von der Universität Kiel und ehemalige Gruppenleiterin am Max-Planck-Institut für chemische Ökologie (MPI-ICE) und Christiane Roscher, die am Umweltforschungszentrum UFZ und dem Deutschen Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung iDiv forscht. Die im Fachjournal Functional Ecology veröffentlichten Ergebnisse widerlegen gängige Theorien und belegen, wie schwierig es ist, allgemeingültige Annahmen in der Ökologie zu formulieren.

Quelle: MPI-ICE

Ob eine Steigerung der Baumartenvielfalt als Anpassungsstrategie aus forstbetrieblicher Perspektive auch unter kurzfristigeren extremen Wetterereignissen vielversprechend ist, hat ein interdisziplinäres Forschungsteam der Universität Göttingen, der Nordwestdeutschen Forstlichen Versuchsanstalt und dem Natural Resources Institute Finland (Luke) nun untersucht. Die Ergebnisse offenbaren ein Investitionsrisiko: Weil eine Pflanzung und Pflege vielfältiger Wälder teurer ist, werden die Kosten für die Wiederbewaldung oft nicht mehr durch die spätere Holznutzung gedeckt, wenn Störungen das Wachstum der Bäume frühzeitig beenden. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift Scientific Reports erschienen.

Quelle: Uni Göttingen

Die Anwendung und Entwicklung neuer Technologien der DNA-Synthese voranzutreiben, um den Weg für die Herstellung ganzer künstlicher Genome zu ebnen – das ist das Ziel eines neuen interdisziplinären Zentrums, das an der Universität Heidelberg, dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) entsteht. Im Center for Synthetic Genomics sollen neue Entwicklungen in der Synthetischen Genomik durch Grundlagenforschung und Technologieentwicklung unter Einsatz von Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) angestoßen werden. Langfristig soll es so möglich werden, lange DNA-Sequenzen für Anwendungen in der Forschung, den Nanomaterialwissenschaften oder der Medizin zu entwerfen und herzustellen. Erster Sprecher des neuen Zentrums ist der Systembiologe Professor Michael Knop, stellvertretender Direktor des Zentrums für Molekulare Biologie der Universität Heidelberg (ZMBH). Den Aufbau fördert die Carl-Zeiss-Stiftung (CZS) über einen Zeitraum von sechs Jahren mit insgesamt zwölf Millionen Euro.

Quelle: KIT

Erstmals gelang Forschenden ein tiefer dreidimensionaler Einblick in die Kopiermaschine von Chloroplasten. Die Forschenden stellen im Fachjournal Molecular Cell die RNA-Polymerase PEP der Chloroplasten hochaufgelöst in 3D vor. Die detaillierte Struktur bietet neue Einblicke in die Funktion und Evolution dieser komplexen zellulären Maschine, die eine Hauptrolle beim Ablesen der genetischen Bauanleitungen von Photosynthese-Proteinen spielt. Die Kopiermaschine selbst besteht aus einem mehrteiligen Basis-Komplex, dessen Protein-Untereinheiten im Chloroplasten-Genom kodiert sind, sowie mindestens zwölf angelagerten Proteinen, PAPs genannt. Für diese steuert das Kern-Genom der Pflanzenzelle die Baupläne bei. „Bislang konnten wir zwar ein paar wenige Einzelteile der Chloroplasten-Kopiermaschine strukturell und biochemisch charakterisieren, aber ein präziser Einblick in ihre Gesamtstruktur und die Funktionen der einzelnen PAPs fehlte“, erläutert Prof. Dr. Thomas Pfannschmidt, Professor am Institut für Botanik der Leibniz Universität Hannover, der die Ergebnisse gemeinsam mit seinem Team sowie Forschenden des Max-Planck-Instituts für Multidisziplinäre Naturwissenschaften erzielte.  

Quelle: Uni Hannover

Pflanzen lassen sich mit speziell hergestellten Molekülen auf Basis von RNA oder DNA sicher vor Viren schützen. Das zeigt ein Team der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) in einer neuen Studie im International Journal of Molecular Sciences am Beispiel eines gängigen Virus. Mit den speziell hergestellten Wirkstoffen konnten die Forschenden den Virenbefall in bis zu 90 Prozent der Fälle abwehren. Außerdem entwickelten sie eine Methode, um genau auf das Virus abgestimmte Substanzen finden zu können. Dieses Verfahren hat das Team nun patentieren lassen.

Quelle: MLU

Das neue Jahresgutachten der Expertenkommission Forschung und Innovation (EFI) wurde heute an Bundeskanzler Olaf Scholz übergeben. Darin wird der Einsatz von Präzisionstechnologien und Gentechnik für mehr Nachhaltigkeit befürwortet. Denn die Landwirtschaft steht vor großen Herausforderungen: das globale Bevölkerungswachstum, die Anpassung an den Klimawandel, der Rückgang landwirtschaftlicher Flächen sowie Biodiversitätsverlust und Grundwasserbelastung, die durch die Landwirtschaft selbst verursacht werden. Professor Till Requate von der Universität Kiel und Mitglied der Expertenkommission stellt klar: „Die Landwirtschaft muss in Zukunft größere Mengen an Nahrungsmitteln mit weniger umweltbelastenden Betriebsmitteln wie Pflanzenschutz- und Düngemitteln produzieren. Und das bei gleichzeitig schrumpfenden Flächen und sich verändernden Klimabedingungen. Im neuen EFI-Gutachten zeigen wir, dass der Einsatz von Präzisionstechnologien und Smartfarming sowie Produkte der Grünen Gentechnik helfen können, mit diesen vielfältigen Herausforderungen umzugehen und damit die Transformation der Landwirtschaft voranzubringen.“

Quelle: EFI

Eine Studie des Peatland Science Centre (PSC) der Hochschule Weihenstephan-Triesdorf (HSWT) zu Auswirkungen der Wiedervernässung und Klimaerwärmung auf Intensivgrünland sowie extensives Seggengrünland unterstreicht die Notwendigkeit für entschlossene Anpassungsmaßnahmen. Das PSCuntersuchte in einer Feldstudie auf landwirtschaftlich genutztem Grünland auf organischen Böden die Auswirkungen der Wiedervernässung und der prognostizierten Klimaerwärmung auf Intensivgrünland und auf extensiv bewirtschaftetes Seggengrünland. Die Versuchsvarianten für die beiden Grünlandtypen waren entwässerte bzw. wiedervernässte Bedingungen, Umgebungsbedingungen bzw. Erwärmung sowie eine Kombination von Wiedervernässung und Erwärmung. Gemessen wurde der Netto-Ökosystemaustausch von CO₂, Methan und Lachgas sowie die Biomasse-Erträge. Die Ergebnisse des ersten Jahres der Treibhausgasmessungen nach der Verpflanzung erwachsener Carex-Bodenmonolithen, einschließlich des kontrollierten Anstiegs von Wasserstand und Temperatur hat das Team in der Fachzeitschrift Biogeochemistry veröffentlicht. Bei allen Varianten wurden höhere Lachgasemissionen als erwartet festgestellt. Dies war vor allem für die wiedervernässten Intensivwiesen und die Carex-Varianten unerwartet, aber größtenteils darauf zurückzuführen, dass der Beginn der Wiederbefeuchtung mit Frost-Tau-Zyklen zusammenfiel. Dies hat jedoch keinen Einfluss auf die Gesamtergebnisse zu den Minderungs- und Anpassungstrends. Es stellte sich heraus, dass wärmere Bedingungen die gesamten Treibhausgasemissionen des entwässerten Intensivgrünlands um nahezu 40 Prozent auf rd. 67 Tonnen CO₂-Äquivqlent pro Hektar und Jahr erhöhten. Die Umstellung der Grünlandbewirtschaftung auf die Seggen-Paludikultur führte zu der größten Treibhausgasreduzierung. Überraschenderweise stellte sich heraus, dass diese starke Senke auch unter den simulierten warmen Bedingungen aufrechterhalten werden. Das Emissionsreduktionspotenzial für die Seggen-Paludikultur betrug minus 80 Tonnen CO₂-Äquivalent pro Hektar und Jahr.

Quelle: HSWT beim idw

Auf mehr als 32 Milliarden US-Dollar summierten sich zwischen 1975 und 2020 die bekannten Gesamtkosten invasiver Wasserpflanzen für die Weltwirtschaft. Das hat ein Team unter Leitung des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) und des Institute for Global Food Security der irischen Queen's University Belfast errechnet. Dabei waren die Kosten für invasive Pflanzen in Süßgewässern mit 65 Prozent wesentlich höher als in Brackwasser oder marinen Ökosystemen. Die Forschenden identifizierten auch die Regionen und Sektoren, die am stärksten von den Kosten betroffen waren, und listeten im Fachmagazin Science of The Total Environment die zehn kostenintensivsten Wasserpflanzen auf.

Quelle: IGB

Wie eine Studie zeigt, verhalten sich regulatorische Proteine für die Eisenaufnahme im Zellkern besonders dynamisch, wenn die Zellen mit blauem Licht bestrahlt werden, einem wichtigen Signal für das Pflanzenwachstum. Das Forschungsteam vom Institut für Botanik der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) um Prof. Dr. Petra Bauer beschreibt im Journal of Cell Biology, dass sich die zunächst homogen verteilten Proteine kurze Zeit nach der Bestrahlung eng aneinanderlegten und sich im Zellkern zu „biomolekularen Kondensaten“ vereinen.

Quelle: HHU

Damit Pflanzen zur richtigen Jahreszeit blühen, besitzen sie eine innere Uhr, mit der sie die Tageslichtlänge messen können. Eine Studie von Biologinnen und Biologen der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) berichten in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Plant Physiology, dass die Mutation eines bestimmten Gens den Blühzeitpunkt der Gerste nahezu unabhängig von der Tageslänge macht. Um Pflanzen an verschiedene Anbaugebiete, Klimazonen und Photoperioden anzupassen, ist eine wichtige Stellschraube, die Reaktion der Kulturpflanzen auf unterschiedliche Tageslängen zu verändern. Diese Mutation kann daher nützlich für die Züchtung von Sorten sein, die an veränderte Klimabedingungen mit relativ warmen Wintern und heißen, trockenen Sommern angepasst sind.

Quelle: HHU

Die globalen Agrar- und Ernährungssysteme sind in einem tiefgreifenden Wandel begriffen, Gründe dafür sind der Klimawandel, Biodiversitätsverlust, die Änderung der Landnutzung oder auch demografische Veränderungen. Diesen Wandel besser zu verstehen und wissenschaftlich fundierte Informationen für die daraus resultierenden gesellschaftlichen und politischen Herausforderungen aufzubereiten, ist der Auftrag der neu eingerichteten Ständigen Senatskommission Transformation von Agrar- und Ernährungssystemen der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG). Die Einrichtung der Kommission beschloss der Senat der DFG im Dezember 2023. Jetzt haben alle 18 Mitglieder aus den Agrar-, Gesellschafts-, Natur- und Lebenswissenschaften ihre Arbeit in der Kommission zugesagt, den Vorsitz übernimmt die Agrarbiologin Professorin Dr. Doris Vetterlein. Zur Liste der 18 Mitglieder https://www.dfg.de/de/dfg-profil/gremien/senat/agrar-ernaehrungssysteme/liste.

Quelle: DFG

Organismen-Gemeinschaften passen sich kollektiv an Graslandnutzung an. Ein Forschungsteam um Prof. Dr. Peter Manning vom Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrum Frankfurt und Dr. Margot Neyret von der Universität Grenoble Alpes hat die Auswirkungen landwirtschaftlicher Graslandnutzung auf Organismen- Gemeinschaften untersucht. Ihre jetzt im wissenschaftlichen Fachjournal Nature Communications veröffentlichte Studie zeigt erstmals, dass Eingriffe wie Düngung und Mahd Lebewesen auf allen Ebenen eines Ökosystems – und über sämtliche Nahrungsketten hinweg – beeinflussen und damit das gesamte System beschleunigen.

Quelle: Senckenberg

Werden die weiblichen Keimzellen in Pflanzen befruchtet, aktiviert ein Signal aus den Spermien die Zellteilung und neue Pflanzensamen werden gebildet. Diese Aktivierung lässt sich auch ohne Befruchtung gezielt auslösen, wie Forschende der Universität Zürich im Fachjournal Science zeigen. Dies eröffnet neue Wege für die asexuelle Vermehrung von Kulturpflanzen.

Quelle: Uni Zürich

In Nord-, Mittel- und Südamerika erfüllen Drei Viertel der verschiedenen Vegetationstypen nicht die Zielvorgabe der Globalen Biodiversitätskonvention, 30 % der weltweiten Land- und Meeresflächen unter Schutz zu stellen. Das hat eine internationale Studie unter Leitung des Deutschen Zentrums für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) und der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) ergeben, die in Global Ecology and Conservation veröffentlicht wurde. Diese umfasst über 300 Vegetationstypen, die die spezifischen Pflanzengemeinschaften und lokalen Umweltbedingungen berücksichtigen. Die Studie zeigt außerdem, dass über 40 % der bedrohten Vogel- und Säugetierarten vor allem in einem einzigen Vegetationstyp vorkommen. Dadurch könnten sie vom Aussterben bedroht sein, wenn diese kritischen Lebensräume nicht ausreichend geschützt werden.

Quelle: iDiv

Der Vinschgau im Westen Südtirols ist das größte zusammenhängende Apfelanbaugebiet in Europa. Der Südtiroler Apfel ist bekannt für sein perfektes Aussehen. Dafür werden in der Produktion oft große Mengen an Pestiziden eingesetzt. Eine Studie der Rheinland-Pfälzischen Technischen Universität Kaiserslautern-Landau (RPTU) und der Universität für Bodenkultur in Wien (BOKU), die in der Zeitschrift Nature Communications Earth & Environment erschien, zeigt, dass diese Pestizide nicht auf der Anbaufläche bleiben, sondern im ganzen Tal bis in Höhenlagen zu finden sind. Die festgestellten Pestizidmischungen der vielen Stoffe können sich schädlich auf die Umwelt auswirken.

Quelle: RPTU

Ein Forschungsteam mit Beteiligung der Universität Freiburg hat neue Daten zum Genom der Modellpflanze in der Fachzeitschrift Nature Plants veröffentlicht. Auch wenn das Kleine Blasenmützenmoos (Physcomitrium patens; früher: Physcomitrella patens) als Modellorganismus bereits verstehen half, die Evolution und Entwicklung von Pflanzen besser zu verstehen, enthielt das bisher bekannte Genom noch zahlreiche unvollständige oder fehlerhafte Bereiche. Ein internationales Forschungsteam hat nun eine neue, annähernd vollständige Genomversion vorgelegt. Sie zeigt unter anderem, dass das Genom des Mooses nur 26 und nicht, wie bisher vermutet, 27 Chromosomen umfasst. „Künftige Forschungen zur Evolution der Chromosomenstruktur werden von unseren Daten profitieren“, erklärt der Zellbiologe Prof. Dr. Stefan Rensing, Professor für Datenintegration und Systemmodellierung von eukaryotischen Modellorganismen an der Universität Freiburg und Mitautor der Studie. Konkret bedeutet die jetzt von dem Forschungsteam vorgelegte Genomversion, dass Wissenschaftler*innen mit größerer Sicherheit ableiten können, welche Gene in Moosen im Vergleich zu Blütenpflanzen erworben wurden und welche verloren gingen. Letztlich lässt sich damit die Evolution der Chromosomenstruktur – Centromere, Telomere und konservierte Genabfolgen – der Landpflanzen insgesamt besser verstehen.

Quelle: Uni Freiburg

Wie Pflanzen neugebildete Biomasse auf die einzelnen Organe verteilen, beeinflusst u.a. die Aufnahme von Nährstoffen, die Fortpflanzung und Wechselwirkungen zwischen Pflanzen eines Bestandes. Die genetischen Regulationen, die diese Reaktionen der Pflanzen auf die Umwelt steuern, sind aber bisher weitgehend unbekannt. Ein internationales Forschungsteam unter Leitung des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) stellt im Fachjournal New Phytologist rekombinante Weizenlinien vor, die als Einzelpflanzen unter Sonnenlicht und simuliertem Schatten angebaut wurden. Das Forschungsteam nutzte einen neuen Ansatz, der Prinzipien aus der Pflanzenökologie und der quantitativen Genetik kombinierte und verfolgte zwei Ziele: Zum einen sollte die licht- und größenabhängige Verteilung der Biomasse analysiert werden. Zum anderen wollten das Team Gene identifizieren, die die Verteilung auf Blätter, Stängel, Ähren und Körner regulieren, wenn die Pflanzen von ihren Nachbarn im Bestand beschattet werden.

Quelle: IPK (pdf)

Die europäische Vereinigungen Association Française des Biotechnologies végétales (AFBV), Wissenschaftskreis Genomik und Gentechnik (WGG), Europäische nachhaltige Landwirtschaft durch Genom-Editierung (EU-SAGE) und Gesellschaft für Pflanzen Biotechnologie (GfPB), in denen vor allem Wissenschaftler*innen und Expert*innen der Biotechnologie zusammengeschlossen sind, begrüßen das Votum des Europäischen Parlaments vom 7. Februar (307 zu 263 bei 41 Enthaltungen) zugunsten des von der Kommission im Juli 2023 veröffentlichten Entwurfs einer Verordnung über Pflanzen, die mit Hilfe neuer Genomtechniken gezüchtet wurden (NGT).

Quelle: EU-Sage (pdf)

Der Anstieg der Meerestemperatur und des Salzgehalts im Mittelmeer sowie die Einwanderung invasiver Arten könnten dort die Struktur und biologische Vielfalt der Seegraswiesen gefährden, die eine wesentliche Funktion für die Meeresumwelt haben. Zu diesem Schluss kommt ein internationales Team von Forschenden unter Leitung des Leibniz-Zentrums für Marine Tropenforschung (ZMT) in einer Studie, die kürzlich in der Zeitschrift Science of The Total Environment erschienen ist.

Quelle: ZMT

Erstmals haben Forschende die Verbreitung von Wheat Blast im Klimawandel modelliert. Ein internationales Team von Forschenden um Prof. Senthold Asseng von der Technischen Universität München (TUM) hat nun festgestellt, dass die weitere Ausbreitung der Pilzkrankheit die globale Weizenproduktion bis 2050 um 13 % reduzieren könnte. Für die globale Ernährungssicherheit ist das Ergebnis dramatisch; v.a. tropische Regionen in Südamerika, Afrika und Asien sind besonders betroffen. Die Ertragseinbußen verschärfe die Ernährungsunsicherheit in den betroffenen Regionen weiter, berichten die Forschenden im Fachmagazin Nature Climate Change.

Quelle: TUM

Wie Pflanzen die Erde eroberten und sich an neue, herausfordernde Verhältnisse anpassen können, untersucht das MAdLand-Projekt. Beteiligt ist auch die Gruppe um Prof. Dr. Sabine Zachgo von der Universität Osnabrück. Um zu überleben, mussten sich die Pflanzen anpassen und dafür auf molekularer Ebene verändern. Um diese Anpassungsprozesse zu verstehen, untersuchen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler von MAdLand Algen und Moose. „Wir haben beispielsweise ein Schlüsselregulatorgen gefunden, dass die Bildung von neuen, bislang nicht bekannten Pigmenten in einem Brunnenlebermoos reguliert, mit denen sich diese Moose vor Sonenneinstrahlung an Land schützen können. Solche Eigenschaften könnten künftigen Pflanzen helfen, den veränderten Bedingungen des Klimawandels zu trotzen. Deshalb ist es wichtig, die Gene zu finden, die diese Prozesse als Schlüsselregulatoren steuern“, erklärt Prof. Zachgo. In der zweiten Projektphase soll als neuer Modellorganismus das Untergetauchte Sternlebermooses, Riccia fluitans, aufgebaut werden.

Quelle: Uni Osnabrück beim idw

Der bedeutenden Rolle die Schmetterlingsblütler widmet sich das der Botanischen Garten der Universität Ulm im Jahr 2024. Denn Bohnen, Kichererbsen oder Linsen stehen unter anderem bei der deutschlandweiten Woche der Botanischen Gärten im Mittelpunkt. Außerdem umfasst das Angebot des Botanischen Gartens Bestimmungs-, Mikroskopier- und Fotokurse sowie jahreszeitlich angepasste Führungen am Sonntag und die Botanische Mittagspause. Daneben gibt es Programmpunkte speziell für Kinder und Jugendliche und die beliebten Feste im Sommer und Herbst. Das ganze Programm steht als pdf-Datei zum Download zur Verfügung.

Quelle: Uni Ulm

Eine umfassende Transformation der Agrar- und Ernährungssysteme auf der ganzen Welt würde zu sozioökonomischen Gewinnen in Höhe von 5 bis 10 Billionen US-Dollar pro Jahr führen – das zeigt ein neuer globaler Bericht, der von führenden Forschenden der Ökonomie und aus der Food System Economics Commission (FSEC) auf Initiative des Direktors des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK) erstellt wurde. Die bisher umfassendste Studie zur Ökonomie von Agrar- und Ernährungssystemen macht deutlich, dass diese derzeit mehr Wertschöpfung zerstören als sie hervorbringen und dass eine Überarbeitung der politischen Rahmenbedingungen für Ernährungssysteme dringend erforderlich ist. Darüber hinaus wären die Kosten einer Transformation viel geringer als der potenzielle Nutzen, der vielen Hundert Millionen Menschen ein besseres Leben ermöglichen würde.

Quelle: PIK

Seegräser entwickelten sich vor etwa 100 Millionen Jahren in drei unabhängigen Linien aus ihren im Süßwasser vorkommenden Vorfahren und sind die einzigen vollständig unter Wasser lebenden marinen Blütenpflanzen. Der Wechsel in eine so radikal andere Umgebung ist ein seltenes evolutionäres Ereignis – und er dürfte nicht einfach gewesen sein. Wie gelang den Seegräsern dieser Schritt? Neue hochqualitative Genome für drei Arten liefern Hinweise, die für den Erhalt von Seegras-Ökosystemen und deren nachhaltige Nutzung von Bedeutung sind, zeigt eine Studie im Fachmagazin Nature Plants. Dazu hatten eine internationale Gruppe von 38 Forschenden - darunter Professor Thorsten Reusch vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel, drei der wichtigsten Seegras-Arten untersucht: das ikonische, nur im Mittelmeerraum vorkommende Neptungras (Posidonia oceanica), das weit verbreitete Kleine Neptungras (Cymodocea nodosa) und das in der Karibik endemische Schildkrötengras (Thalassia testudinum). Anschießend verglichen sie Genfamilien und genomische Modifikationen, die mit strukturellen und physiologischen Anpassungen verbunden sind: Seegräser haben sich nur drei Mal aus ihren Süßwasser-Vorfahren entwickelt – mit 84 zugehörigen Arten. Die Seegräser waren in der Lage, radikale Anpassungen durch Genomverdopplung vorzunehmen, wie sie oft mit starkem Umweltstress verbunden sind. Die drei unabhängigen Seegras-Linien haben demnach ihr gesamtes Genom vor etwa 86 Millionen Jahren verdreifacht. Die Ergebnisse ermöglichen es jetzt, experimentelle und funktionelle Studien voranzubringen, die für ein transformatives Management und die Wiederherstellung von Seegras-Ökosystemen besonders wichtig sind. Sie sind eine enorme Ressource für die Forschungsgemeinschaft, um auch die zukünftige Anpassungsfähigkeit von Seegras-Ökosystemen zu verstehen und möglicherweise gezielt zu erhöhen.

Quelle: GEOMAR

Die Hauptachsen von Gefäßpflanzen wie Gerste bestehen aus sich wiederholenden Grundeinheiten, sogenannten Phytomeren. Jeder Phytomer besteht aus einem Knoten, einem Seitenzweig und einem Internodium, dem Abschnitt zwischen zwei Knoten. Die Bildung der Knoten und die Verlängerung der Internodien sind dabei von entscheidender Bedeutung für die Fitness der Pflanze und ihren Ernteertrag; wie diese beiden Prozesse ablaufen, ist bisher aber weitestgehend unbekannt. Ein internationales Forscherteam unter Leitung des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) hat die Muster der Knotenbildung und der Internodienverlängerung deshalb systematisch untersucht. „Durch die Messung von 15.000 Datenpunkten, die die Länge und Anzahl der Phytomere von 2.500 Gerstenpflanzen mit großer genetischer Vielfalt repräsentieren, haben wir ein bisher nicht bekanntes Verlängerungsmuster für die Internodien entlang der Hauptachse aufgedeckt“, sagt Dr. Yongyu Huang, Erstautor der Studie, die jetzt im Journal Molecular Biology & Evolution veröffentlicht wurde.

Quelle: IPK (pdf)

Ingenieur*innen der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg wollen in einem europäischen Forschungsverbund das erste Bildgebungsverfahren für Pflanzen entwickeln. Dies soll frühzeitig Anzeichen von durch Trockenheit oder Nährstoffmangel ausgelöste Stressfaktoren bei Ackerpflanzen erkennen. Im Rahmen des europäischen Forschungsverbundprojektes A portable in-field plant PET/MRI technology for the early crop stress detection Agri-PET/MRI wird unter Federführung des Forschungscampus STIMULATE an der Universität Magdeburg der Prototyp einer mobilen Messplattform entstehen, die erstmals die Möglichkeiten der Magnetresonanztomografie (MRT) mit denen der Positronen-Emissions-Tomografie (PET) für die Pflanzenforschung verbindet.

Quelle: Uni Magdeburg

Vor dem Hintergrund immer unverhohlener antidemokratischer Bestrebungen und damit verbundener Menschenverachtung betont das Präsidium der Hochschulrektorenkonferenz (HRK) klar und eindeutig: Freiheitliche Demokratie und Rechtsstaatlichkeit sind die unverrückbaren Säulen unseres Landes und seiner Institutionen. Sie sind auch wesentliche Voraussetzung für die Existenz eines wettbewerbsfähigen und international kompatiblen deutschen Hochschulsystems. Der umfassende rechtliche Schutz der Wissenschaftsfreiheit, wie ihn unser Grundgesetz vorsieht, ist die Basis für den Erfolg unserer Wissenschaft. Wissenschaftler*innen müssen Forschungsthemen frei wählen und bearbeiten können. Forschung und Lehre dürfen nicht zu politischen Zwecken instrumentalisiert werden. Nur so entfaltet Wissenschaft ihr ganzes Potenzial für Wirtschaft und Gesellschaft.  

Quelle: HRK

Landpflanzen sind in ihren Bauplänen extrem vielfältig. Von allen Organismen, die Photosynthese betreiben, sind sie in ihren Formen und Strukturen am komplexesten. Mit ihnen eng verwandte Grünalgen sind einfacher gebaut: Die Lebewesen mancher Arten bestehen nur aus einer Zelle, andere Arten sind mehrzellig und etwa fadenförmig oder verzweigt. Wie hat sich die morphologische Komplexität im Laufe der Evolution herausgebildet? Dem sind Forschende unter Leitung der Universität Göttingen bei der Gruppe der Streptophyten auf den Grund gegangen, zu denen die Landpflanzen und viele Grünalgen gehören. Wie sie  in der Fachzeitschrift Current Biology schildern, kam dabei ein neuer Stammbaum heraus, der die Algen in drei Ordnungen gruppiert und neue Hinweise zu ihrem Ursprung gibt. Mit modernen Methoden blickten sie weit in die Vergangenheit und untersuchten Vorfahren, die lange vor den ersten Landpflanzen entstanden sind. Die neuen Erkenntnisse präzisieren die Verwandtschaftsverhältnisse in einer Gruppe von Grünalgen und datieren das Aufkommen des ältesten mehrzelligen Vorfahren auf fast eine Milliarde Jahre zurück. Dazu hatten sie Algen der Klebsormidiophyceae verwendet, die verschiedene Lebensräume besiedeln: aus den heißesten bis zu den kältesten Regionen, von der Atacama-Wüste bis zur Antarktis, aus Bächen, Flüssen, Seeufern, Mooren und Bergbaufolgelandschaften, von Boden, Felsen, Baumrinde, Sanddünen, Stadtmauern und Gebäudefassaden.

Quelle: Uni Göttingen

Makroalgen als neue Ressource für hochwertige Bioaktivstoffe zu nutzen ist das Ziel des EU-Projekts iCULTURE. 17 Partner aus zehn Ländern, darunter die Universität Ulm, wollen Fermentationsverfahren entwickeln, das Meeresalgen in bioaktive Wirkstoffe wie beispielsweise antimikrobielle Peptide umwandelt. Ulmer Forschende rund um Professor Christian Riedel vom Institut für Molekularbiologie und Biotechnologie der Prokaryoten entwickeln dafür mikrobiologische Zellfabriken. Gefördert wird iCULTURE im Rahmen von Horizon Europe mit sechs Millionen Euro über einen Zeitraum von vier Jahren.

Quelle: Uni Ulm

Die einmalige BioZeit-Studie identifiziert Schlüsselfaktoren zur Verbesserung der Artenvielfalt sowie Maßnahmen für den Biodiversitätsschutz. Die Studie des Julius Kühn-Instituts, Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen, zeigt: langfristig wirken sich deutliche Zunahme des ökologischen Anbaus, verbesserte Kleinstrukturen, schlaginterne Aufwertungen sowie eine Reduktion der Pestizidanwendungen positiv auf die Biodiversität in der Agrarlandschaft aus. In der BioZeit-Langzeitstudie wurden erstmalig zwischen 1991 und 2020 parallel die landwirtschaftlichen Nutzungen und die Biodiversität in Brandenburger Agrarlandschaften mit überwiegendem Ackerbauanteil erfasst. Dabei wurden die Auswirkungen der Bewirtschaftungen und der Landschaftsstrukturen auf die Biodiversität ermittelt. Analysiert wurden u. a. parallel die Anbaumethoden, die Anbaukulturen, die Kleinstrukturen, die floristische Artenvielfalt, die Segetalflora, die Tagfalter, die Vögel und bestimmte Maßnahmen, wie zusätzliche Kleinstrukturen und Pufferstreifen. Als Ergebnis des Forschungsprojekts wurden Schlüsselfaktoren zur Verbesserung der Artenvielfalt identifiziert sowie Maßnahmen abgeleitet für den Biodiversitätsschutz allgemein und insbesondere für den Insektenschutz in Ackerbaugebieten. Das Julius Kühn-Institut (JKI) hat nun den Abschlussbericht veröffentlicht (DOI: https://doi.org/10.5073/20230719-142513-0 ).

Quelle: JKI

Das neue EU-Projekt PRIMED will bisher ungenutzte Biomasseressourcen veredeln. In der Europäischen Union fallen jährlich über 900 Millionen Tonnen Restbiomasse an; oft bleibt diese Ressource ungenutzt. PRIMED will den Trend umkehren, indem Bioabfälle in biobasierte Produkte umgewandelt werden, von Biokunststoffen bis hin zu Biokraftstoffen. Die Projektpartner wollen gemeinsam zirkuläre Geschäftsmodelle (Circular Business Models, CBM) schaffen, die Primärerzeuger und Endverbraucher in neuartige Wertschöpfungsketten der Bioökonomie einbinden. Das Horizon-Europe-Programm der Europäischen Union unterstützt PRIMED mit 4 Millionen Euro. Beteiligt ist ein Konsortium von zwölf Partnern aus Belgien, Finnland, Deutschland, Irland, Italien, Norwegen, Spanien und Portugal. Angesiedelt ist das Projekt am Lehrstuhl für Entrepreneurship und innovative Geschäftsmodelle der Ruhr-Universität Bochum (RUB). Dessen Leiterin Prof. Dr. Stefanie Bröring ist zugleich Sprecherin des Projekts.

Quelle: RUB

Das sogenannte Rice Yellow Mottle-Virus (kurz RYMV) verursacht in Afrika insbesondere bei Kleinbauern hohe Ernteverluste. Ein Forschungsteam von der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) und dem französischen Recherche pour le développement (IRD) hat nun mithilfe der Genomeditierung Reislinien erzeugt, die gegen das Virus resistent sind. Die Reissorten, deren Entwicklung sie in der Fachzeitschrift Plant Biotechnology Journal beschreiben, sind eine Vorstufe. Als nächster Schritt sollen nun relevante afrikanische Elitesorten auf gleiche Art editiert werden, um sie dann afrikanischen Kleinbauern zur Verfügung stellen zu können. Diesen Menschen zu helfen, ist Ziel des von der HHU geleiteten, internationalen Forschungskonsortiums Healthy Crops.

Quelle: HHU

Pflanzenforschende entschlüsseln einen Mechanismus, der zu höheren Samenerträgen führt. Dabei werden Fettsäuren – zusätzlich zu Zucker – über die Nährstoffleitbahnen transportiert, wie das Team um Prof. Dr. Antje von Schaewen von der Universität Münster im Herbst im Fachmagazin The Plant Journal zeigte und heute der Öffentlichkeit bekannt gab. Dazu hatten sie gentechnisch veränderte Tabakpflanzen untersucht, die unter Stress mehr Biomasse produzieren als ihre nicht modifizierten Verwandten. So sorgt eine subtile Veränderung im Kohlenhydratstoffwechsel durch die sogenannte Enzym-Ersatz-Methode dafür, dass die Pflanzen verstärkt Fettsäuren aus den Blättern in die Blütenstände und Samen transportieren, dafür aber zehn Prozent weniger Zucker. „Fettsäuren können bis zu einer Kettenlänge von 18 Kohlenstoffatomen noch in freier Form transportiert werden. Längere Kohlenstoffketten sind beim Transport wahrscheinlich an spezielle Trägerproteine gebunden“, erläutert Antje von Schaewen, was der Situation im Blut von Tieren und Menschen ähneln würde, wo Fettsäuren und Cholesterol an Serum-Albumin gebunden transportiert werden. Durch die Pilotstudien in Tabak motiviert, könnte man nun das Prinzip auf weitere Nachtschattengewächse wie Kartoffel, Tomate und Paprika mittels der neueren CRISPR/Cas9-Technik (als Genschere bekannt) übertragen oder in anderen Pflanzenarten mit wenig fettreichen Samen ausprobieren, um die generelle Stresstoleranz sowie den Samenertrag und die Energiedichte der Samen zu erhöhen.

Quelle: Uni Münster

Ein internationales Forschungsteam aus 173 Forschenden hat die Zusammenhänge zwischen extremer Trockenheit, Biodiversität und Produktionseinbußen auf globaler Ebene untersucht. Mithilfe eines weltweiten Experiments an 100 Standorten auf sechs Kontinenten haben sie erkannt: Artenvielfalt im Wirtschaftsgrünland ist ein wirksamer Schutz vor Ernteausfällen bei Dürren. Die Studie mit Beteiligung von Prof. Dr. Anke Jentsch, Inhaberin der Professur für Störungsökologie und Vegetationsdynamik der Universität Bayreuth und ihrer Arbeitsgruppe wurde nun in der Fachzeitschrift PNAS veröffentlicht.

Quelle: Uni Bayreuth

Schädlinge auf Pflanzen wirkungsvoll bekämpfen, ohne dabei anderen Organismen zu schaden – daran arbeiten Forschende in dem vom Julius Kühn-Institut (JKI) koordinierten Verbundprojekt ViVe_Beet, das vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) gefördert wird. An dem Projekt beteiligt sind das JKI-Institut für Pflanzenschutz in Ackerbau und Grünland, das Fraunhofer IME und das Institut für Zuckerrübenforschung (IfZ). Die Projektpartner verfolgen den Ansatz, speziell zugeschnittene doppelsträngige RNA-Moleküle zu nutzen, welche mittels gängiger Auftragsmethoden in geeigneter Formulierung ausgebracht werden, um Zuckerrüben zukünftig vor Vergilbungsviren mittels RNA-Interferenz (RNAi) zu schützen.

Quelle: Fraunhofer IME

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat die zweite Förderperiode für das Schwerpunktprogramm „MAdLand – Molekulare Adaptation an das Land: Evolutionäre Anpassung der Pflanzen an Veränderung“ bestätigt. Diese wird von Prof. Dr. Jan de Vries von der Universität Göttingen koordiniert und in den folgenden drei Jahren mit über sieben Millionen Euro gefördert. Gegenstand der Forschung ist der Landgang der Pflanzen. In dem Verbund aus 26 Projekten an 20 Standorten in ganz Deutschland liegt der Fokus in der zweiten Förderperiode auf der Erforschung und Rekonstruktion der letzten gemeinsamen Vorfahren aller Landpflanzen sowie der Vorfahren von Landpflanzen und den eng verwandten Algen. Als sich die ersten Pflanzen vor etwa 500 Millionen Jahren auf dem Land ansiedelten, waren sie einer anspruchsvollen Umwelt ausgesetzt: Sie mussten Umstände wie Wasserknappheit, ungefilterte Sonneneinstrahlung und stark schwankende Temperaturen überstehen. Doch sie haben sich durchgesetzt, mit weitreichenden Konsequenzen: Ihr Erfolg an Land veränderte die Erdatmosphäre und Erdoberfläche – und schaffte Voraussetzungen für das Leben, wie wir es kennen.

Quelle: Uni Göttingen

Bisher gibt es kaum Daten darüber, wie die Artenvielfalt auf Paludikultur reagiert. Eine neue Studie, die im Oktober 2023 vom Journal Scientific Reports veröffentlicht und heute der Öffentlichkeit vorgestellt wurde, wirft Licht auf diese Thematik. Wie die Multi-Taxon-Studie unter der Leitung von Wissenschaftler*innen der Botanik und Landschaftsökologie sowie der Zoologie der Universität Greifswald, Partner im Greifswald Moor Centrum, zeigt, kann Paludikultur den Erhalt der Artenvielfalt in wiedervernässten Niedermooren unterstützen.

Quelle: Uni Greifswald

Mittels Optogenetik haben Forschende einen neuen Säuresensor in Pflanzenzellen nachgewiesen. Das Team um den Biophysiker Professor Rainer Hedrich von der Julius-Maximilians-Universität (JMU) entdeckten zudem einen zellinternen Kalziumspeicher, wie es im Fachjournal Science berichtet. Dazu wurde ein lichtempfindlicher Protonenkanal aus einem Pilz, das Channelrhodopsin KCR2, für den Einsatz in Pflanzenzellen optimiert und in der Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) eingebaut. So lassen sich nun auf einen Lichtimpuls hin gezielt Protonen in die Zellen schicken, um die Wechselbeziehungen zwischen Protonen und Kalziumionen zu analysieren. Darüber hinaus haben die Forschenden das KCR2 Gen zusammen mit dem ‚pHuji‘-Gen exprimiert, einem genetisch kodierten pH-Reporter. Über diesen Reporter lässt sich sehr einfach messen, welcher aktuelle pH-Wert in der Zelle herrscht, wenn KCR2 aktiviert wird.

Quelle: JMU

• Wie Bakterien erfolgreich Pflanzen besiedeln  
• Paludikultur fördert Biodiversität und bietet neue Lebenschancen für gefährdete Arten

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• Artenreiche Wälder geben weniger Duftstoffe ab als Monokulturen
• Biosyntheseweg von Paclitaxel aus Eiben entschlüsselt
• Säuresensor und Kalziumspeicher in Pflanzen entdeckt

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Den Biosyntheseweg von Paclitaxel, einem sehr erfolgreich eingesetzten Chemotherapeutikum zur Krebsbehandlung, haben Forschende des Max-Planck-Instituts für molekulare Pflanzenphysiologie (MPI-MP) entschlüsselt: Das Team um Youjun Zhang konnte nun alle fehlenden Schritte, die zur Herstellung von Paclitaxel in Pflanzen erforderlich sind, auf einmal identifizieren. Sie analysierten die Daten von zwölf Experimenten, in denen mehrere zehntausend Gene in Eibenpflanzen untersucht wurden, um Sequenzen für Enzyme zu finden, die in ähnlicher Menge produziert werden wie die wenigen anderen Enzyme, von denen bereits bekannt ist, dass sie an der Paclitaxel Herstellung beteiligt sind. Mit Hilfe ausgefeilter chemischer Analysen und molekularbiologischer Werkzeuge gelang es ihnen, den gesamten Biosyntheseweg aus Eibenpflanzen zu reproduzieren und alle Enzyme in die australische Tabakverwandte Nicotiana benthamiana zu kopieren. Diese transgenen Nicotiana-Pflanzen produzierten tatsächlich ähnliche Mengen an Paclitaxel wie die Eibe, wie sie im Fachjournal Molecular Plant zeigen. Die Forschenden versuchten auch, den Paclitaxel-Stoffwechselweg in Bakterien zu kopieren, stellten aber fest, dass einige der Enzyme in Bakterienzellen einfach nicht funktionieren, was ggf. an deren anderen Membranen liegen könnte.

Quelle: MPI-MP

• Pflanzenvielfalt stabilisiert die Bodentemperatur
• Urbanisierung verstärkt saisonale Unterschiede bei Pflanzen-Bestäuber-Netzwerken
• Global Tipping Points Report liefert umfassende Bewertung von Kipppunkten, deren Risiken & gesellschaftlichen Chancen

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• Blumen waren vor 100 Millionen Jahren vielfältiger als heute
• Pflanzen optimieren Eisen-Aufnahme je nach pH-Wert des Bodens
• ROP-Signalweg: Ursprung an der Schwelle zur Mehrzelligkeit
• Impfung mit Mykorrhiza gegen kranke Äcker 

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• Wie eine Kannenpflanze zum Fleischfresser wurde
• Klimawandel gefährdet Getreideerträge
• Verlust von Pflanzendiversität kann sich negativ auf die Kohlenstoffbindung auswirken
• Wie Pflanzen Stress abbauen
• Ackerbohne gedeiht trotz eines hyperaktiven Ionenkanals

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• Vielfältige Wälder könnten riesige CO₂-Speicher sein – aber nur bei sinkenden Emissionen sinken
• Enormes Potenzial für Zunahme invasiver Arten
• Appell: Zustimmung zum EU-Vorschlag für neue Züchtungstechniken bei Pflanzen

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• Fotoausstellung zu zehn Jahren exzellenter Pflanzenforschung  
• Zwei pflanzenwissenschaftliche Graduiertenkollegs verlängert
• Offener Brief: Appell für evidenzbasiertes europäisches Gentechnikrecht

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• Photorespiration schützt nicht vor schwankenden Lichtverhältnissen
• Arabidopsis in Köln ist an städtische Umgebung angepasst  
• Wie sich Kälte auf den Nährstoffgehalt von Grünkohl auswirkt, hängt von der Sorte ab

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• Wie Soziale Medien zum Artenschutz beitragen können
• Wie Baumblätter und CO₂-Speicherung zusammenhängen
• Mikrobiom von Obst und Gemüse beeinflusst die Vielfalt im Darm positiv

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• Impulse für die Weizen-Züchtung im Klimawandel
• Mechanismus zur Anpassung an den Klimawandel in Mikroalgen entdeckt
• Bier in Gefahr: Zitrusfrüchte aus dem Supermarkt enthalten Hopfen-Schaderreger

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• Die Natur ist erfinderisch: Derselbe Stoff wird von Pflanzen unterschiedlich hergestellt
• Gallisches Dorf: Pflanzliche Stammzellen wehren sich gegen Viren
• Landnutzung: Mehr Nahrung produzieren und gleichzeitig mehr Kohlenstoff speichern
• Artenvielfalt im Wald: Mischwälder sind produktiver, wenn sie strukturell komplex sind

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• Pflanzliche Chloroplasten könnten eine Therapie der Huntington-Krankheit ermöglichen
• Polwärts wandern: intrakontinentale Ausbreitung gebietsfremder Pflanzen
• Nachhaltigere Landwirtschaft durch globale Umverteilung von Stickstoffdünger 

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• Molekulare Mechanismen von Pilzinfektionen aufgeklärt
• Wie Spurenelemente die CO₂-Speicherung im Ozean verändern

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Ein internationales Team hat die morphologische Vielfalt fossiler Blüten analysiert und mit der Vielfalt lebender Arten verglichen. Das spannende Ergebnis: Blühende Pflanzen hatten bereits kurz nach ihrer Entstehung in der Kreidezeit eine große Anzahl verschiedener Blütentypen hervorgebracht und diese früheste Blütenvielfalt war größer als die heutige. Die Studie hat das Team um Botaniker*innen der Universität Wien soeben in der Fachzeitschrift New Phytologist veröffentlicht.

Quelle: Uni Wien

Die Verfügbarkeit von Eisen als essentieller Mikronährstoff für Pflanzen ist stark vom pH-Wert des Bodens abhängig. Leiden Pflanzen unter Eisenmangel, so setzten bestimmte Pflanzen Cumarine frei. Welche Art dieser kleinen sekundären Metaboliten hauptsächlich freigesetzt wird, hängt vom jeweiligen pH-Wert des Bodens ab. Ein Forschungsteam unter Führung des IPK Leibniz-Instituts hat am Beispiel der Modellpflanze Arabidopsis thaliana gezeigt, wie unterschiedliche Cumarine genutzt werden, um die Eisen-Aufnahme unter sauren und unter alkalischen Bedingungen zu maximieren und darüber in der Fachzeitschrift The Plant Cell berichtet.

Quelle. IPK (pdf-Datei)

Rund 80 Fachleute aus Wissenschaft und Politik kamen Mitte November in der Berliner Vertretung der Europäischen Kommission bei einem Parlamentarischen Abend zusammen. In der Veranstaltung sollten sie der Regierungsfraktionen den wissenschaftlichen Standpunkt zum EU-Regulierungsvorschlag für Neue Züchtungstechniken zu erläutern. „Es wäre ein falsches Signal an Wissenschaft und Forschung, sollte die Entscheidung über eine Neuregulierung des Gentechnikrechts weiter aufgeschoben werden", sagte DFG-Präsidentin Katja Becker, wie das Portal Bioökonomie von der Veranstaltung mit dem Titel „Neue Züchtungstechniken als Beitrag zur Bewältigung multipler Krisen des 21. Jahrhunderts“ berichtet. Patentrechtliche Fragen sollten auf Vorschlag der DFG vom EU-Vorschlag zum Gentechnikrecht entkoppelt werden. „Der Wissenschaft rennt die Zeit davon" mahnte der Passauer Rechtswissenschaftler Hans-Georg Dederer, denn bis eine neue Regelung tatsächlich anwendbar wäre, würden viele Monate verstreichen. Eine "riesige Chance, Pflanzen effizient, zielgerichtet und sicher zu züchten," sieht die Bundesforschungsministerin Bettina Stark-Watzinger in den neuen Züchtungstechniken.

Quelle: Bioökonomie.de

Ein internationales Team von Forschenden hat Baumringe aus ganz Europa analysiert: Die Luft in Europa ist in den letzten Jahrzehnten im Vergleich zur vorindustriellen Zeit deutlich trockener geworden. Dies ist auf den vom Menschen verursachten Klimawandel zurückzuführen. Eine trockenere Atmosphäre kann Dürreperioden und die Gefahr von Waldbränden verschärfen, was wiederum Folgen für Wälder und Landwirtschaft hat. Dies ist das Ergebnis einer neuen Studie, die in der Fachzeitschrift Nature Geoscience veröffentlicht wurde. Sie stammt von einem internationalen Forschungsteam unter der Leitung von Kerstin Treydte von der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL). Dafan beteiligt war auch ein Team vom Helmholtz-Zentrum Potsdam - Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ.

Quelle: GFZ

Pflanzen, bei denen ein Ionenkanal der Vakuole hyperaktiv ist, sind extrem gestresst und wachsen schlecht. Doch die Ackerbohne macht da eine Ausnahme, wie ein Würzburger Forschungsteam um Irene Marten nun im Fachmagazin eLife schildert. Sie untersuchten, ob es pflanzenartspezifische Variationen im TPC1-Gen gibt und wie sich diese Änderungen auf die Arbeitsweise des Kanals und damit auf die elektrische Erregbarkeit der Vakuole auswirken. In Patch-Clamp-Untersuchungen belegte Dr. Jinping Lu, die Erstautorin der eLife-Studie, dass bei der Ackerbohne der TPC1-Kanal sehr viel aktiver und damit stärker geöffnet ist als bei der Ackerschmalwand. Die Hyperaktivität des Ackerbohnen-Kanals löst bei den Vakuolen eine elektrische Hypererregbarkeit aus. Obwohl der Ackerbohnen-TPC1-Kanal länger geöffnet ist, sind die Ackerbohnen nicht gestresst und wachsen normal.

Quelle: Uni Würzburg

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) begrüßt die am 15. November erfolgte Verabschiedung des „Nationalen Aktionsplans für den Europäischen Forschungsraum“ durch die Bundesregierung. Der Aktionsplan, der federführend vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) erarbeitet wurde, definiert Leitlinien und Handlungsfelder, die darlegen, wie Deutschland zu den im „Pakt für Forschung und Innovation in Europa“ formulierten gemeinsamen europäischen Zielen bis 2027 beitragen will. Darüber hinaus sieht er die Einrichtung eines „Deutschen Forums für europäische Forschungs- und Innovationspolitik“ (Forum.EU) zur Förderung der Kohärenz zwischen regionaler, nationaler und europäischer Forschungspolitik vor.

Quelle: DFG

Ein Forschungsteam hat ein Gen entschlüsselt, das den Stressabbau in Pflanzen steuert. Umwelteinflüsse können Stress auslösen, wodurch ihr Wachstum und ihre Vermehrungsfähigkeit eingeschränkt werden. Das Forschungsteam hat nun die entscheidende Funktion des Gens GAS2 in der Modelpflanze Arabidopsis entschlüsselt: Das Gen steuert einen speziellen Signalweg, über den das Stresshormon Abscisinsäure abgebaut wird. Dieser Signalweg ermöglicht die Samenkeimung und auch die Überlebensfähigkeit beispielsweise bei Trockenstress. Wichtig sind diese neuen, im Magazin Nature Communications von Pflanzenbiolog*innen der Technischen Universität Braunschweig und des Julius Kühn-Instituts Braunschweig veröffentlichten Erkenntnisse etwa in der Landwirtschaft und Pflanzenzucht.

Quelle: TU Braunschweig

Weil Wälder große Mengen Kohlenstoffdioxid (CO₂) speichern, gelten sie als ein wichtiger Baustein im Kampf gegen den Klimawandel. Die Vereinten Nationen (UN) haben daher 2021 beschlossen, die globale Entwaldung bis zum Jahr 2030 zu stoppen. Wie dieses Vorhaben vorankommt, soll auf der bald stattfindenden Klimawandelkonferenz der Vereinten Nationen in Dubai (30. Nov. - 12. Dez. 2023) besprochen werden.
„Diese Diskussion beruht jedoch teilweise auf falschen Annahmen und unterschätzt die Risiken, vor denen unsere Wälder stehen“, sagt der Waldbau-Experte Prof. Dr. Jürgen Bauhus. Zusammen mit dem Forstökonomen Prof. Dr. Marc Hanewinkel und der Bodenökologin Prof. Dr. Friederike Lang erforscht er an der Fakultät für Umwelt und Natürliche Ressourcen der Universität Freiburg, wie die Wälder der Zukunft ihre wichtigen Funktionen für Mensch und Natur weiterhin erfüllen können. Die UN würden die Rolle von Wäldern im Klimaschutz viel zu optimistisch sehen, so die drei Forschenden.

Quelle: Uni Freiburg

Ein Forschungsteam hat in einer Studie nachweisen, dass in artenreicheren Umgebungen pflanzliche Biomasse entsteht, die sich nach dem Absterben im Boden langsamer zersetzt. Das hat zur Folge, dass mehr Kohlenstoff im Boden gespeichert wird. In trockenen und heißen Klimazonen ist dieses Phänomen besonders ausgeprägt. Die im Oktober im Fachjournal Nature Communications veröffentlichte Studie basiert auf Daten aus 84 Grasländern auf insgesamt sechs Kontinenten. Studienleiterin Marie Spohn von der Schwedischen Universität für Agrarwissenschaften und 29 weitere Forschende aus der ganzen Welt haben mit ihrer Untersuchung das Verständnis dafür erheblich erweitert, wie die Kohlenstoffspeicherung in Grasländern funktioniert und mit der biologischen Vielfalt und dem Klima zusammenhängt. Professorin Sylvia Haider von der Leuphana Universität Lüneburg hat für die Studie eine Fläche in Bad Lauchstädt, südlich von Halle, untersucht.

Quelle: Leuphana Universität Lüneburg

Im kommenden kostenfreien, englischsprachigen Online-Seminar der International Union of Biological Sciences (IUBS) in Zusammenarbeit mit dem Verband Biologie, Biowissenschaften und Biomedizin in Deutschland (VBIO) wird Prof. Christine H. Foyer von der University of Birmingham, UK, über die Konsequenzen des Klimawandels sprechen am Donnerstag, den 23. November 2023 von 15.00 – 17.00 Uhr. Prof. Foyer arbeitet als eine der erfolgreichsten Pflanzenphysiologinnen weltweit seit vielen Jahren an Umweltstressanpassungen von Pflanzen und Photosynthese.

Quelle und Anmeldung: IUBS

Im Interview erklärt die Initiatorin der internationalen Studie die Hintergründe der alarmierenden Zahlen zum Artensterben in Europa. Die vergangenen Mittwoch veröffentlichte Studie im Fachjournal PLoS ONE, initiiert von TU-Berlin-Alumna Dr. Melanie Bilz während ihrer wissenschaftlichen Tätigkeit am Institut für Landschaftsplanung, analysierte 14.669 Rote-Liste-Arten in Europa. Die alarmierenden Trends sind besorgniserregend: Ein Fünftel der Tiere und Pflanzen in Europa ist bedroht, wobei das Aussterberisiko für Pflanzen (27 %) und Wirbellose (24 %) höher ist als für Wirbeltiere (18 %). Lebensraumverlust durch Landwirtschaft, Bebauung und Umweltverschmutzung erweisen sich als Hauptursachen für den bedrohlichen Rückgang der biologischen Vielfalt in der Region.

Quelle: TU Berlin

Die Wiederherstellung natürlicher Wälder könnte rund 226 Gigatonnen (Gt) Kohlenstoff binden – allerdings nur dann, wenn die Menschheit auch ihre Treibhausgasemissionen stark reduziert. Zudem braucht es gemeinsame Anstrengungen zum Erhalt und zur Wiederherstellung der biologischen Vielfalt. Das ist das Ergebnis einer neuen Studie von Hunderten von Wissenschaftler*innen aus der ganzen Welt, darunter Forschende der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH Zürich), die heute in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht wurde. Die Studie unterstreicht die entscheidende Bedeutung der Erhaltung, Wiederherstellung und nachhaltigen Bewirtschaftung von Wäldern für das Erreichen der internationalen Klima-​ und Biodiversitätsziele. Die Forschenden betonen, dass dieses Potenzial durch Anreize für gemeinschaftliche Anstrengungen zur Förderung der Biodiversität erreicht werden kann.

Quelle: ETH Zürich

Kürzlich hat die EU-Kommission einen Vorschlag zur „zukünftigen Regulierung der Nutzung von Pflanzen, die mithilfe neuer gentechnischer Verfahren (NGT) erstellt wurden“ vorgelegt. Dieser wägt klug ab zwischen wissenschaftlichem Kenntnisstand, neuesten Entwicklungen in der Pflanzenzüchtung sowie den Interessen des ökologischen Landbaus. Über 400 Wissenschaftlerinnen und WIssenschaftler in Deutschland haben auf Initiative des Verbandes Biologie, Biowissenschaften und Biomedizin (VBIO e. V.) und des Wissenschaftskreises Gentechnik und Genomik (WGG) in einem offenen Brief an die drei zuständigen Bundesminister*innen, für Ernährung und Landwirtschaft, Cem Özdemir, für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz, Steffi Lemke, und für Bildung und Forschung, Bettina Stark-Watzinger, appelliert, sich für die von der EU-Kommission vorgeschlagenen Regelungen einzusetzen.

Quelle: WGG

Der Bewilligungsausschuss der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) stimmte für die Verlängerung von zwei auch auf Pflanzenwissenschaft ausgerichtete, bereits bestehende Graduiertenkollegs (GRK) für je eine weitere Förderperiode.
Der seit 2019 bestehende GRK2498 an der Universität Halle-Wittenberg (MLU) mit Sprecher Professor Dr. Ingo Heilmann trägt den Titel "Kommunikation und Dynamik pflanzlicher Zellkompartimente" und analysiert Dynamik und Kommunikation pflanzlicher Zellkompartimente, wie Plastiden oder Zellkerne, die die Eigenschaften einer Pflanzenzelle maßgeblich beeinflussen. Der GRK wird in Kooperation mit dem Leibniz-Institut für Pflanzenbiochemie (IPB) betrieben, meldet die MLU.
Der GRK2526 an der Universität Mainz und dem Titel "GenEvo – Die Rolle von Genregulation für die Evolution: von molekularen zu erweiterten Phänotypen" erweitert das Spektrum der untersuchten Modellorganismen – vom Menschen über Eidechsen bis zu Ameisen – nun auch auf Pflanzen. Der GRK mit Sprecherin Professorin Dr. Susanne Foitzik fokussiert auf zwei Kernfragen, welche Rolle die Genregulation bei evolutiven Anpassungen spielt und wie sich die komplexen genregulatorischen Systeme entwickelt haben, berichtet die Uni Mainz.
Von den zwölf erstmals geförderten, neuen Graduiertenkollegs ist keiner ausschließlich in den Pflanzenwissenschaften angesiedelt.

Quelle: DFG

Eine Fotoausstellung anlässlich des zehnjährigen Jubiläums des Exzellenzcluster für Pflanzenwissenschaften CEPLAS stellt die zehn Jahre Pflanzenforschung an der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) vor. Die Ausstellung wird vom 21. November 2023 bis zum 21. Januar 2024 im Foyer der Universitäts- und Landesbibliothek Düsseldorf (ULB) zu sehen sein und ist eintrittsfrei.

Quelle: HHU beim idw

Welternährung, Umwelt und Nachhaltigkeit: Zum wissenschaftlichen Austausch über diese Themen treffen sich am 17. und 18. November 2023 rund 300 Studierende aus ganz Europa. Die Euroleague for Life Sciences (ELLS) lädt Studierende ihrer Mitglieds- und Partneruniversitäten zur Teilnahme an der Scientific Student Conference (SSC) ein. Sie steht unter dem Motto The Power of Science – Many Perspectives on our World und findet an der Universität Hohenheim in Stuttgart statt. Ein Highlight in diesem Jahr: Ein öffentlicher Science Talk Am 17.11.2023 um 10:00 Uhr über über Zielkonflikte beim Thema Ernährungssicherung und Artenschutz mit dem Titel Food production in times of mass extinction – starving for biodiversity?, zu der die Öffentlichkeit herzlich eingeladen ist. Auch ein Livestream der Veranstaltung ist verfügbar. ELLS ist ein Netzwerk führender Universitäten in den Lebenswissenschaften. Es besteht aus insgesamt zwölf Universitäten, davon zwei außereuropäische Partner.

Quelle: Uni Hohenheim

Ob ein bestimmter, zur Kohlenstofffixierung konkurrierender Stoffwechselweg bei der Photosynthese eine Schutzfunktion für die Pflanzen hat, hat nun ein deutsch-amerikanisches Forschungsteam unter Leitung der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) in Zusammenarbeit mit dem Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie (MPI-MP) untersucht. Im Laufe des Tages schwankt die Lichtintensität stark und daher fluktuiert die Menge an verfügbarer chemischer Energie in Form von ATP und NAD(P)H. Gefährlich wird es für die Pflanze, wenn sie plötzlichem Starklicht ausgesetzt ist: Da nur begrenzte Mengen der Vorläufermoleküle für ATP und NAD(P)H vorliegen, kann dann nur ein Teil der absorbierten Licht- in chemische Energie umgewandelt werden. Überschüssige Lichtenergie verursacht an Proteinen sogenannte photooxidative Schäden. Das Forschungsteam um Prof. Dr. Ute Armbruster vom HHU-Institut für Molekulare Photosynthese untersuchte daher, ob die Photorespiration Pflanzen bei stark wechselnden Lichtbedingungen vor photooxidativen Schädigungen schützt. Erstautorin der im Fachjournal Nature Communications Dr. Thekla von Bismarck resümiert: „Photorespiration scheint keine wesentliche Rolle zum Schutz der Pflanzen bei Starklichtphasen von fluktuierenden Lichtverhältnissen einzunehmen. Pflanzen ohne voll funktionsfähige Photorespiration wachsen eher besser unter fluktuierenden als unter konstanten Lichtbedingungen.“ Die Ergebnisse sind zur Verbesserung vom Ernteertrag durch synthetische Umgehungen der Photorespiration interessant. Die Aktivierung eines pflanzeneigenen alternativen Stoffwechselwegs im Chloroplasten könnte dazu genutzt werden, um bei der Photorespiration freiwerdendes CO₂ in der Nähe von Rubisco freizusetzen und somit Photosynthese unter dynamischen Lichtbedingungen zu verbessern.

Quelle: HHU

In den Straßen Kölns sind verschiedene Linien der Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) vorhanden und spezifisch an die verschiedenen Nischen angepasst, die sie in der städtischen Umwelt bewohnen. Das zeigt ein Forschungsteam der Universitäten Köln und Potsdam sowie des Kölner Max-Planck-Instituts für Züchtungsforschung in der Fachzeitschrift Journal of Ecology. Wie sie schildern, unterscheiden sich die regionalen Kölner Linien von A. thaliana stark in typischen Merkmalen des Lebenszyklus, wie etwa der Regulation von Blüte und Keimung. Dadurch können sie ihre Fortpflanzung an lokale Umweltbedingungen wie Temperatur und menschliche Störungen gezielt anpassen. Die Wissenschaftler*innen des Sonderforschungsbereichs / Transregio 341 "Pflanzenökologische Genetik" hatten dazu unterschiedliche Pflanzenlinien analysiert, die an Standorten in einem relativ kleinen Umkreis im Kölner Süden wuchsen.

Quelle: Uni Köln

Bei niedrigen Temperaturen verändern sich Nährstoffgehalt und Geschmack von Grünkohl – und zwar je nach Sorte auf unterschiedliche Art und Weise. Ein Team um die Biologen Dr. Christoph Hahn und Prof. Dr. Dirk Albach, beide Universität Oldenburg, berichtet in einer nun in einem Sonderband im Fachjournal Horticulturae veröffentlichten Studie, dass die Konzentration der für den typischen Kohlgeschmack verantwortlichen Glucosinolate bei manchen Sorten ansteigt, wenn es kalt wird, bei anderen dagegen sinkt.

Quelle: Uni Oldenburg

Mit einer erhöhten Dotation geht das Programm „FORSCHUNGSGEIST! Next Generation Sequencing in der Ökosystemforschung“ der Bauer-Stiftung zur Förderung von Wissenschaft und Forschung in eine neue Runde. PostDocs mit bis zu sechsjähriger Forschungserfahrung sowie Juniorprofessorinnen und -professoren, die eine eigene Arbeitsgruppe aufbauen wollen, werden jetzt im Rahmen des Stiftungsprogramms mit bis zu 180.000 Euro für einen Zeitraum von drei Jahren gefördert. Bewerbungen sind bis zum 15. Januar 2024 möglich, meldet der Stifterverband für die Wissenschaft im Auftrag des Deutschen Stiftungszentrums beim Informationsdienst Wissenschaft (idw).

Quelle: idw

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) schreibt erneut den „Communicator-Preis – Wissenschaftspreis des Stifterverbandes“ aus. Der Preis wird an einzelne Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler oder an ein Forschungsteam für herausragende Leistungen in der Wissenschaftskommunikation vergeben und ist mit einem Preisgeld von 50.000 Euro dotiert. DFG und Stifterverband zeichnen jährlich Forscherinnen und Forscher aller Fachgebiete dafür aus, dass sie ihre wissenschaftliche Arbeit und ihr Fachgebiet einem breiten Publikum auf besonders kreative, vielfältige und nachhaltige Weise zugänglich machen und sich so für den Dialog zwischen Wissenschaft und Gesellschaft engagieren. Es sind sowohl Selbstbewerbungen als auch Vorschläge möglich. Die Ausschreibung richtet sich an Personen, die an Hochschulen und außeruniversitären Forschungseinrichtungen in Deutschland tätig sind. Bewerbungsende ist der 2. Januar 2024.

Quelle: DFG

Fotos von Tier- und Pflanzenarten, die in den Sozialen Medien geteilt werden, können einen wichtigen Beitrag zum Schutz der Biodiversität leisten – vor allem in tropischen Gebieten. Zu diesem Schluss kommt ein Forschungsteam unter Leitung des Deutschen Zentrums für Biodiversitätsforschung (iDiv), des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ), der Friedrich-Schiller-Universität Jena und der Universität von Queensland (UQ). In drei Studien, die in BioScience, One Earth und Conservation Biology veröffentlicht wurden, zeigen sie am Beispiel Bangladeschs, dass Facebook-Daten einen wichtigen Beitrag zum Biodiversitätsmonitoring und zur Bewertung potenzieller Schutzgebiete leisten können.

Quelle: iDiv

Für die Erforschung der Wasserstress-Wahrnehmung in Pflanzen hat der Europäische Forschungsrat (ERC) der Biophysikerin Professorin Dr. Christine Ziegler von der Universität Regensburg und den Biologen Professor Dr. Malcolm Bennet von der Universität Nottingham, Professor Dr. Eilon Shani von der Universität Tel Aviv und Professor Dr. Thorsten Hamann von der Norwegischen Universität für Wissenschaft & Technologie eine der höchsten europäischen Auszeichnungen zugesprochen. Das HYDROSENSING-Team will untersuchen, wie Pflanzen Wasser auf molekularer Ebene wahrnehmen können. Mit Hilfe einer einzigartigen Methodenkombination aus innovativer CRISPR-Technologie und Multi-Skalen-Mikroskopie will Biophysikerin Ziegler gemeinsam mit ihren Kollegen die Schlüsselproteine in der Wasserstress-Wahrnehmung identifizieren, hochaufgelöste Bilder von den Vorgängen während des Wassertransports im Inneren von Pflanzen generieren und die regulatorische Interaktion der Wasserstress-detektierenden Proteinkomplexe auf molekularer Ebene aufklären. Dabei streben die Wissenschaftler*innen die Aufdeckung grundlegender Mechanismen an, die erklären, wie Pflanzen erkennen, wann Wasser „knapp“ wird. Für das auf sechs Jahre angelegte Projekt HYDROSENSING stellt der ERC 10 Millionen Euro in einem sogenannten Synergy Grant bereit.

Quelle: Uni Regensburg

In einer großangelegten Studie mit fast 400 Partner*innen und unter Leitung von Forschenden der ETH Zürich haben Wissenschaftler*innen weltweit Daten über Baumarten zusammengetragen. Die jetzt in der Fachzeitschrift Nature Plants veröffentlichte Studie verbessert das Verständnis von unterschiedlichen Blatttypen der Bäume und ermöglicht so Rückschlüsse auf Ökosysteme und den CO₂-Kreislauf. So kam eine globale, bodengestützte Bewertung der Variation von Waldblatttypen zustande, indem die Daten von fast 10.000 Waldinventurflächen mit den Datensätzen der internationalen Plant Trait Database TRY zu Blattform (Laub- vs. Nadelblatt) und Habitus (immergrün vs. laubabwerfend) zusammengeführt wurden. Bayreuther Wissenschaftler*innen haben ihr Wissen über die Kilimanjaro-Region für diese Studie beigesteuert. „Wir fanden heraus, dass die globale Variation der Blatt Lebensdauer (LEAF HABIT) in erster Linie vom Ausmaß der saisonalen Temperaturschwankungen und den Bodeneigenschaften abhängt, während die Blattform in erster Linie von der Temperatur bestimmt wird“, sagt PD Dr. Andreas Hemp vom Lehrstuhl für Pflanzensystematik der Universität Bayreuth.

Quelle: Uni Bayreuth

Es gibt bestimmte Zeitfenster im Lebenszyklus von Weizen-Pflanzen, in denen Umweltfaktoren wie Temperaturen oder Niederschläge besonders großen Einfluss auf die späteren Erträge haben. Das hat ein Team um den Agrarwissenschaftler Prof. Dr. Tsu-Wei Chen von der Humboldt-Universität zu Berlin mit einem neuen statistischen Verfahren nachweisen können. Wie hoch die Ertragseinbußen bei ungünstigen Umweltbedingungen sind, ist auch von der genetischen Ausstattung einzelner Sorten abhängig. Daher können die Erkenntnisse wichtige Impulse für die künftige Züchtung von stressresistenten Weizensorten liefern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Forschenden in der Fachzeitschrift Nature Plants. Das neue statistische Verfahren hatten die Forschenden aus Daten aus Feldversuchen generiert, mit 220 unterschiedlichen Winterweizensorten, die an sechs Versuchsstandorten in ganz Deutschland in drei aufeinanderfolgenden Saisons angebaut worden waren.

Quelle: HU Berlin

Anlässlich der anstehenden Beratungen von Bundesrat und Bundestag zum EU-weiten Umgang mit Pflanzen, die mit neuen genomischen Verfahren gezüchtet (NGT) worden sind, haben die Nationale Akademie der Wissenschaften Leopoldina und die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) heute eine Ad-hoc-Stellungnahme veröffentlicht. Darin bekräftigen sie ihre Unterstützung für den von der Europäischen Kommission am 5. Juli 2023 vorgeschlagenen Verordnungsentwurf. DFG und Leopoldina greifen dabei drei Themenbereiche auf, zu denen es in der bisherigen politischen Debatte den größten Informationsbedarf gab und fassen hierzu den aktuellen Stand der Wissenschaft zusammen:

1. Anwendbarkeit des Vorsorgeprinzips,
2. Mögliche wirtschaftliche Konsequenzen für Züchterbetriebe,
3. Vereinbarkeit mit ökologischer Landwirtschaft.

Auch unsere DBG hält den Verordnungsentwurf der EU-Kommission, wie NGTs in Zukunft reguliert werden sollen, für wissenschaftlich sinnvoll, wie wir im Juli in unserer Stellungnahme dargelegt haben.

Quelle: Leopoldina

Mikroalgen kompensieren Nährstoffmangel mithilfe einer lichtgetriebenen Protonenpumpe, womit sie sich auch an die Auswirkungen des Klimawandels anpassen können. Diesen Mechanismus haben Forschende des GEOMAR Helmholtz Zentrums für Ozeanforschung Kiel, der Universität von East Anglia (UEA) und der Universität Würzburg entdeckt. Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichen sie heute in der Zeitschrift Nature Microbiology. Die Entdeckung öffnet den Weg für biotechnologische Entwicklungen, die den negativen Auswirkungen veränderter Umweltbedingungen wie der Erwärmung der Ozeane und sogar der sinkenden Produktivität von Nutzpflanzen entgegenwirken könnten.

Quelle: GEOMAR

Pflanzliches Plankton spielt eine entscheidende Rolle im globalen Kohlenstoffkreislauf. Eine neue Studie vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel, die jetzt in der Fachzeitschrift Science Advances veröffentlicht wurde, zeigt, wie Änderungen in den Körperfunktionen des Phytoplanktons, insbesondere bei der Nährstoffaufnahme, die chemische Zusammensetzung des Ozeans und sogar der Atmosphäre beeinflussen können. Dies legt nahe, dass Veränderungen in der Physiologie des marinen Phytoplanktons einen Einfluss auf das globale Klima haben können.

Quelle: GEOMAR

Wie sich eine kleine Gruppe von Pflanzenstammzellenerfolgreich gegen Infektionen wehrt, zeigen Marco Incarbone, jetzt am MPIMP Golm, Gabriele Bradamante und ihre Koautoren am Gregor-Mendel-Institut für Molekulare Pflanzenbiologie (GMI) nun im Fachmagazin PNAS. Demnach sind Salicylsäure und RNA-Interferenz für diese antivirale Immunität der Stammzellen verantwortlich. Die Ergebnisse wurden am 12. Oktober veröffentlicht.

Quelle: GMI

Die Nahrungsmittelproduktion verdoppeln, Wasser sparen und gleichzeitig die Kohlenstoffspeicherung erhöhen – das klingt paradox, wäre aber, zumindest nach dem biophysikalischen Potenzial der Erde, theoretisch möglich. Nötig wäre allerdings eine radikale räumliche Neuordnung in der Landnutzung. Das haben Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und des Heidelberg Institute for Geoinformation Technology (HeiGIT), einem An-Institut der Universität Heidelberg, herausgefunden. Ihre Ergebnisse haben sie in den Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) veröffentlicht.

Quelle: KIT

Einzelne Arten ganz unterschiedlicher Pflanzenfamilien bilden spezielle, von Indol abgeleitete Abwehrstoffe, sogenannte Benzoxazinoide: Der Syntheseweg dieser Verbindungen war jedoch bislang nur für Gräser wie Mais bekannt. Ein Team des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie konnte nun durch die Untersuchung von zwei weit entfernt verwandten Pflanzenarten, der Gewöhnlichen Goldnessel und der Zebrapflanze, zeigen, dass im Vergleich zum Mais ganz unterschiedliche Enzyme für die Bildung dieser speziellen Abwehrstoffe verantwortlich sind. Die Biosynthese dieser Stoffe hat sich im Laufe der Evolution mehrfach unabhängig voneinander entwickelt, legen sie im Fachmagazin PNAS dar.

Quelle: MPI für chemische Ökologie

Je baumartenreicher Wälder sind, desto schneller wachsen die Bäume und desto mehr CO₂ können sie binden. Welche Mechanismen dahinter legen, zeigt eine gemeinsame Studie von TU Dresden, Leuphana Universität Lüneburg, Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Universität Leipzig, Universität Montpellier und dem Deutschen Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) Halle-Jena-Leipzig. Die Ergebnisse sind nun im Journal Science Advances erschienen.

Quelle: TU Dresden

Eine wachsende Weltbevölkerung benötigt ausreichend Nahrungsmittel. Deren Produktion führt durch Überdüngung zu einer erhöhten Stickstoffbelastung in der Landwirtschaft, was sich negativ auf Menschen, Klima und Ökosysteme auswirkt. Dass die heutige Getreideproduktion mit einer deutlich geringeren globalen Gesamtdüngung aufrechterhalten werden könnte, wenn der Einsatz von Stickstoffdünger weltweit gleichmäßig über die Anbauflächen verteilt würde, zeigen Modelle von Forschenden des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT). Über ihre Ergebnisse berichten sie in Communications Earth & Environment.

Quelle: KIT

In Europa und Amerika stammen viele der dortigen gebietsfremden Pflanzenarten vom eigenen Kontinent und haben ihren Ursprung meist in den Regionen der niedrigeren Breitengrade – ein Problem, das durch den Klimawandel noch verschärft werden könnte. Zu diesem Schluss kommt ein internationales Forschungsteam unter der Leitung Konstanzer Biologinnen und Biologen in seiner aktuellen Studie. In der Studie in Science Advances konnten die Forschenden nachweisen, dass auf den betrachteten Kontinenten mehr als die Hälfte (56.7%) der gebietsfremden Pflanzenarten, die sich erfolgreich in neuen Gebieten angesiedelt haben, ursprünglich vom eigenen Kontinent stammten. Besonders hoch waren die Anteile in Europa und Nordamerika. Auffällig niedrig war der Anteil hingegen in Australien. Bei den drei der untersuchten Kontinente mit dem höchsten Anteil an intrakontinentalen gebietsfremden Pflanzen – Europa, Nord- und Südamerika – stellten die Forschenden zudem Gemeinsamkeiten in den Ausbreitungsmustern fest: Die intrakontinentale Verbreitung erfolgte in der Mehrzahl der Fälle von den äquatornahen Regionen in Richtung der jeweiligen Pole. „Mit steigender Nähe zum Äquator steigt auch die Vielfalt der in einer Region natürlicherweise vorkommenden Arten. Es gibt in diesen Regionen also schlichtweg einen viel größeren Fundus an Arten, der in Richtung der Pole verbreitet werden kann, als umgekehrt“, gibt Zhijie Zhang, Erstautor der Studie, eine Erklärung für das Phänomen.

Quelle: Uni Konstanz

Ein Chloroplasten-Enzym schützt Pflanzen vor pathologischen Proteinansammlungen, die bei Menschen die Huntington-Krankheit sowie andere neurodegenerative Erkrankungen auslösen können. Das schildern Forschende der Exzellenzcluster für Alternsforschung CECAD und für Pflanzenwissenschaften CEPLAS der Universität zu Köln in der Fachzeitschrift Nature Aging. In ihrer Veröffentlichung „In-planta expression of human polyQ-expanded huntingtin fragment reveals mechanisms to prevent disease-related protein aggregation“ zeigen sie, dass ein aus Pflanzen gewonnenes synthetisches Enzym – die sogenannte stromal processing peptidase (SPP) – Proteinverklumpungen verhindert, die für die krankhaften Veränderungen in Modellen der Huntington-Krankheit (menschliche Zellen und der Fadenwurm Caenorhabditis elegans) verantwortlich sind.

Quelle: Uni Köln

Zum elften Mal loben der Verband Biologie, Biowissenschaften und Biomedizin in Deutschland (VBIO), die Gesellschaft Deutscher Chemiker, die Deutsche Mathematiker-Vereinigung, die Deutsche Physikalische Gesellschaft gemeinsam mit dem Stifterverband den Ars legendi-Fakultätenpreis für Mathematik und Naturwissenschaften aus. Die Preisträgerinnen und Preisträger werden für herausragende, innovative und beispielgebende Leistungen in Lehre, Beratung und Betreuung ausgezeichnet. Der Preis wird jährlich in den vier Kategorien Biologie, Chemie, Mathematik und Physik vergeben und ist mit je 5.000 Euro dotiert. Bewerbungsschluss ist der 26. Januar 2024.

Quelle: VBIO

Sogenannte Molekulare Uhren haben die Evolutionsbiologie revolutioniert: Anhand von DNA-Mutationen zwischen den Arten lässt sich auch ohne datierte Fossilien abschätzen, wann genau sich neue Äste im Stammbaum des Lebens bilden. Für kurze Zeiträume sind solche Uhren allerdings nicht brauchbar, da sie zu langsam getaktet sind. Forschende der Technischen Universität München (TUM), des GEOMAR und der Universität Georgia stellen im Fachjournal Science eine neuartige, schnell tickende molekulare Uhr vor, die auf Epimutationen – zufälligen Veränderungen im Erbgut – beruht. Diese neue Uhr wird dazu beitragen, die Veränderungen der biologischen Vielfalt in der jüngsten Vergangenheit zu verfolgen.  

Quelle: GEOMAR

Wie auf molekularer Ebene Pilz-Infektionen reguliert werden, haben Forschende der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) hat zusammen mit Kolleginnen und Kollegen aus Frankfurt/Main und Aachen aufgeklärt. Dazu untersuchten sie, wie der den Maisbeulenbrand verursachende Pilz Ustilago maydis auf RNA-Ebene reguliert wird. Angewendet hat das Team eine leistungsfähige RNA-Markierungstechnik für Pilze, die im lebenden Organismus (in vivo) funktioniert. Die Forschenden fanden heraus, wie ein wichtiges RNA-bindendes Protein (kurz RBP) mit Namen Khd4 das Wachstum infektiöser Hyphen reguliert, also die fadenförmige Erscheinungsform der Pilze, die eine Infektion auslösen. Prof. Dr. Michael Feldbrügge (HHU) resümiert: „Wir haben erstmals ein neues regulatorisches Konzept für Infektionen entdeckt: Ein einziges RBP steuert das polare Wachstum von infektiösen Hyphen, indem es die Stabilität von mRNAs bestimmt, die wiederum den Membranverkehr regulieren. Dies eröffnet Ansatzpunkte für die Entwicklung neuer Fungizide, die RBPs als neue Ziele für die Bekämpfung von Pilzen nutzen.“ Seine Ergebnisse hat das Team um Feldbrügge im Fachjournal PNAS veröffentlicht.

Quelle: HHU

Die Veränderung der Klimabedingungen stellt den europäischen Wald vor immer größere Herausforderungen. Forschende der Technischen Universität München (TUM) haben erstmalig einen satellitenbilderbasierten Datensatz von über 64.000 Waldbränden zwischen 1986 und 2020 in Europa ausgewertet. Das Ergebnis: Die Zahl der Brände stagnierte, allerdings treten extrem große und schwere Feuer in Europa vor allem bei hoher Trockenheit auf. Der Klimawandel mit seinen trockenen Sommermonaten schafft für zukünftige Waldbrände daher ideale Bedingungen. Über ihre Ergebnisse berichtet das Team im Fachjournal Global Change Biology.

Quelle: TUM

Pflanzen werden vielfach Fähigkeiten zugeschrieben, wie sie in der Tier- oder Menschenwelt bekannt sind. Demnach sind Bäume zu Gefühlen fähig und dazu in der Lage, wie Mütter für ihren Nachwuchs zu sorgen. In einem Beitrag für das Review Journal Trends in Plant Science sind nun 32 internationale Pflanzen- und Forstwissenschaftler solchen Zuschreibungen nachgegangen. Die Forscherinnen und Forscher haben unter der Leitung von Prof. Dr. David G. Robinson, emeritierter Professor am Centre for Organismal Studies der Universität Heidelberg, die Aussagen in zwei populären Veröffentlichungen zum Thema Wald analysiert und kommen zu dem Schluss, dass hier Mutmaßungen mit Fakten gleichgesetzt werden.

Quelle: Uni Heidelberg

• KI für die präzise Beobachtung von Pflanzen in der Natur
• Klimawandel und Feuer: Zunder für europäische Wälder
• Der Bildung von Herzglykosiden in Pflanzen auf der Spur

Alle Nachrichten dieser Woche

• Wie sich Europas Wälder verjüngen, wenn der Mensch nicht eingreift
• Auxin-Signalweg steuert die Bildung von Wurzelhaaren zur Stickstoffaufnahme
• Neue Methode schätzt Widerstandsfähigkeit der Vegetation in Ökosystemen
• Photosynthese: Fichten setzen auf Algenproteine 

Alle Nachrichten dieser Woche

• Algen geben Aufschluss über 600 Millionen Jahre Evolution der Pflanzen  
• Dürrestress verändert Funktion des Regenwaldbodens
• Bodenversalzung: Wilder Wein wehrt sich 

Alle Nachrichten dieser Woche

• Immunabwehr ist der Schlüssel für die Eroberung von Pflanzen an Land
• Biodiversität schützt vor Invasionen durch gebietsfremde Baumarten
• Auf die genetische Vielfalt kommt es an
• Baumsterben im Schwarzwald nimmt zu
• Hitzesensor schützt die Venus-Fliegenfalle vor Feuer 

Alle Nachrichten dieser Woche

• Warum Gehölzpflanzen auf Inseln so häufig sind
• Reaktionen der globalen Vegetation auf Dürre
• Globale Hitzewelle 2023: Juli brachte die heißesten drei Wochen aller Zeiten
• Wie sich die Produktivität des Ozeans aus dem Weltraum beobachten lässt
• Wie die Symbiose zwischen Korallen und Algen auf zellulärer Ebene reguliert wird

Alle Nachrichten dieser Woche

Am 26. September 2023 ab 17:00 Uhr informiert Prof. Dr. Christian Wirth, Sprecher des Deutsches Zentrums für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) Halle-Jena-Leipzig sowie Professor für Spezielle Botanik und Funktionelle Biodiversität an der Uni Leipzig, in einer online-Fortbildung für Lehrkräfte und Interessierte über Biodiversität und Klimaveränderung und deren Wechselwirkung. Teilnehmen kann jeder; der Verband Biologie, Biowissenschaften und Biomedizin in Deutschland (VBIO), bittet als Veranstalter um Anmeldung für die wissenschaftliche Vortragsreihe vor dem Hintergrund der Bildungsstandards im Fach Biologie.

Quelle: VBIO

Bei einem leichten Stickstoffmangel kommt es zu einer Verlängerung der Haupt- und Seitenwurzeln. Wie Pflanzen mit ihren Wurzelhaaren auf einen derartigen Mangel reagieren und welche Mechanismen dahinterstecken, hat nun ein internationales Forschungsteam unter Führung des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) in der Pflanze Arabidopsis thaliana untersucht. Ihm ist es gelungen, eine dreistufige Abfolge molekularer Komponenten aufzudecken, über die das Wachstum der Wurzelhaare zur Aufnahme von Stickstoff gesteuert wird. "Und wir haben Transkriptomstudien, molekulargenetische und zellbiologische Ansätze integriert, um nachzuweisen, dass die durch den Stickstoffmangel induzierte Wurzelhaarverlängerung auf einer räumlich koordinierten Auxin-Signalkaskade aufbaut. Diese greift über das Transkriptionsmodul RHD6-LRL3 in das Entwicklungsprogramm der Wurzelhaare ein,“ sagt erklärt Prof. Dr. Nicolaus von Wirén vom IPK. Da mehr und längere Wurzelhaare für Pflanzen eine effiziente Strategie sind, um ihre Wurzeln mit den Nährstoffen im Boden in Kontakt zu bringen, eröffnen diese Erkenntnisse die Möglichkeit, neue Zuchtziele für die Entwicklung von Pflanzen mit verbesserter Stickstoffaufnahme zu definieren. Die Ergebnisse sind in der Zeitschrift Current Biology veröffentlicht.

Quelle: IPK (pdf)

Als wesentlichen Faktor der Wolkenbildung haben Forschende des Paul Scherrer Instituts (PSI) Sesquiterpene identifiziert. Die von Pflanzen emittierten, gasförmigen Kohlenwasserstoffe befanden sich bislang noch nicht im Fokus der Forschung - auch weil sie schwer zu messen sind. Die Studie des internationalen CLOUD-Projekts (Cosmics Leaving Outdoor Droplets) am Kernforschungszentrum CERN erschien nun im Fachmagazin Science Advances. Die Erkenntnisse könnten helfen, die Unsicherheiten von Klimamodellen zu reduzieren und präzisere Vorhersagen zu treffen.

Quelle: PSI

In den heute nur spärlich bewachsenen Polargebieten der Arktis gab es im Eozän vor rund 50 Millionen Jahren ausgedehnte, üppige Laubwälder bei einer Kombination aus Treibhausklima und einem gegenüber heute fast doppelt so hohen Kohlendioxidgehalt der Atmosphäre. Allerdings herrschten in diesen Regionen hoher Breitengrade – wie heute – extreme Lichtverhältnisse: monatelanges Dauerdunkel im Winter und eine, wenn auch tiefstehende, nie untergehende Sonne im Sommer. Vergleichbare Umweltbedingungen sind in dieser Kombination heute auf der Erde nicht zu finden. Daher untersuchte ein Forschungsteam die Lebensbedingungen damals, wollte wissen, ob die Pflanzen ihren Lichtbedarf in dem extremen Wechsel der Tageslängen ausgleichen konnten und ob dabei die damals verbreitete Großblättrigkeit der Laubbäume eine Rolle spielte. Das Team der Universität Tübingen und vom Staatlichen Museum für Naturkunde in Stuttgart wendete quantitative Modelle der Fotosyntheseleistung an, welche die speziellen Lichtverhältnisse nachbilden können, auf fossile Verwandte des Lebkuchenbaumes (Cercidiphyllum japonicum) an. Insgesamt kam das Team auf eine überraschend hohe Produktivität der Wälder. Legt man die aktuellen pflanzenphysiologischen Daten zum Fotosyntheseapparat zugrunde, so dürfte die Fotosyntheseleistung um mindestens 30 bis 60 Prozent höher gelegen haben als an einem heutigen Standort gemäßigter mittlerer Breiten. Hauptfaktor der Verstärkung ist dem Team zufolge der erhöhte Kohlendioxidgehalt der Atmosphäre gewesen. Verallgemeinern ließen sich ihre Ergebnisse jedoch nicht, betonen die Forschenden, die ihre Studie in der Fachzeitschrift Paleoceanography and Paleoclimatology veröffentlichten.

Quelle: Uni Tübingen

Ein Forschungsteam hat einen wichtigen Rezeptor bei wilden Kartoffelsorten aufgespürt, der für neuartige breite Resistenz gegen Knollenfäule verantwortlich ist. Die Bekämpfung der Kraut- und Knollenfäule bei Kartoffeln, die durch Phytophthora infestans verursacht wird, erfordert weltweit den Einsatz zahlreicher Pflanzenschutzmittel. Im Fachmagazin Science berichtet das Team der Universitäten Tübingen, Wageningen und des Sainsbury Laboratory in Norwich, wie sich wilde Kartoffelsorten in einer Umgebung mit konstantem Druck durch Krankheitserreger behaupten und untersuchten dazu die so genannten PRR-Rezeptoren an der Außenseite der Zelloberfläche. Die Grundlagenforschung untersuchte eine Art von PRR-Rezeptor namens PERU, der an ein spezielles Stück Protein von Phytophthora bindet, nämlich an Pep-13, und veranlasst die Kartoffelpflanze so, die Krankheit zu erkennen. Neu ist demnach die Erkenntnis, dass es nicht nur eine Version dieses Rezeptors gibt, sondern Varianten, die unterschiedliche bindende Moleküle erkennen können. Die Erkenntnisse über diese Rezeptoren bereiten den Weg für einen nachhaltigeren Kartoffelanbau der Zukunft. Das Forschungsteam um Prof Dr. Thorsten Nürnberger von der Universität Tübingen, Dr. ir. Vivianne Vleeshouwers der Uni in Wageningen und um Sebastian Schornack vom Sainsbury Laboratory in Norwich geht davon aus, dass es in Zukunft Kartoffeln geben wird, die mit spezifischen Resistenzgenen und verbesserten allgemeinen Abwehrkräften ausgestattet sind.

Quelle: Uni Tübingen

Forschende haben untersucht, wie das Verhalten einer einzelnen Weizenpflanze unter einschränkenden Lichtbedingungen die Leistung der gesamten Gemeinschaft beeinflusst. Sie bewerteten morphologische und biomassebezogene Phänotypen von Einzelpflanzen, die in Mischungen unter Sonnenlicht und simuliertem Schatten angebaut wurden, sowie die Relevanz dieser Phänotypen für die Monokulturgemeinschaft im Feld. Demnach sind kooperative Verhaltensweisen und sehr fruchtbare Blütenstände in einer lichtbegrenzten/schattigen Umgebung sind für eine ertragreiche Getreidepflanzengemeinschaft am wichtigsten. Die Forschenden des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK)  stellten fest, dass Verhaltensweisen, die die Fitness der einzelnen Pflanze fördern, nicht vorteilhaft und in einigen Fällen sogar schädlich für die Leistung der gesamten Gemeinschaft sind. Die Ergebnisse wurden kürzlich in der Zeitschrift Plant, Cell & Environment als Teil der Sonderausgabe Tradeoffs in Plant Responses to the Environment veröffentlicht.

Quelle: IPK (pdf)

Wie können wir den drastischen Rückgang der Artenvielfalt stoppen? Eine aktuelle Studie zeigt nun Lösungsmöglichkeiten für Agrarlandschaften. Die Untersuchungen belegen, dass Mischfruchtanbau die Vielfalt von Insekten und anderen Gliederfüßlern in der Landwirtschaft fördert, ohne die Erträge zu beeinträchtigten. Die Studie unter Federführung des Leibniz-Institutes zur Analyse des Biodiversitätswandels (LIB) wurde jetzt im Fachmagazin Ecological Solutions and Evidence veröffentlicht.

Quelle: LIB

Eine umfangreiche Messkampagne im experimentellen Regenwald der Biosphäre 2 zeigt die Auswirkungen von Trockenheit und Wiedervernässung auf die Flüsse biogener flüchtiger organischer Verbindungen (VOC) im Boden: Demnach wandelt sich bei einer Bodenfeuchtigkeit unter 19 Prozent der Regenwaldboden von einer Netto-VOC-Senke zu einem VOC-Produzenten. Positionsspezifische 13C--Pyruvat-Markierungsexperimente zeigen den Zusammenhang mit Aktivität von Bodenmikroben auf. Die im Fachmagazin Nature Communications publizierte Studie, an der Forschende der Universität Freiburg und des Max-Planck-Instituts für Chemie in Mainz beteiligt waren, ermöglicht genauere Klimamodellvorhersagen durch die Integration von VOC-Flüssen im Boden.

Quelle: Uni Freiburg

Eine neue Studie zeigt, dass sich einer der beiden Zweige der Immunabwehr bei Pflanzen wahrscheinlich schon während der Etablierung von Pflanzen an Land entwickelt hat. Demnach wird der erste Zweig der pflanzlichen Immunabwehr, die von vielen Blütenpflanzen und ihren Verwandten eingesetzt wird, auch in der zweiten Hauptgruppe der Landpflanzen gefunden, zu der Moose, Lebermoose und Hornmoose gehören. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass sich dieser Zweig der pflanzlichen Immunabwehr schon früh während der terrestrischen Evolution entwickelt hat und für die Anpassung der Pflanzen an Land wichtig gewesen sein könnte, wie die Forschenden jetzt in der Zeitschrift Current Biology berichten. Dieser Einblick in die prähistorische Pflanzenimmunität, der unter der Leitung von Hirofumi Nakagami am Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung (MPIPZ) in Köln gewonnen wurde, könnte sich auf die Züchtung resistenterer Pflanzenarten auswirken.

Quelle: MPIPZ

In den Sinneshaaren der Venus-Fliegenfalle befindet sich ein Hitzesensor, der die Pflanze vor Buschfeuern warnt. Er reagiert auf schnelle Temperatursprünge. Den neu entdeckten Sensor stellen die Würzburger Forschenden im Fachmagazin Current Biology vor. „Im Gegensatz zum Menschen springt der Hitzesensor der fleischfressenden Pflanze nicht beim Überschreiten der Körpertemperatur an, sondern er reagiert auf die Geschwindigkeit der Temperaturänderung“, erklärt Biophysiker Professor Rainer Hedrich.

Quelle: Uni Würzburg

Durch mehr Nachkommen in Jahren mit niedrigem Schädlingsbefall bleiben natürliche Tabak-Mutanten mit Abwehrschwäche in der Pflanzenpopulation bestehen. Ein Team von Forschenden am Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in Jena zeigt in einer aktuellen Studie in der Zeitschrift PNAS, dass eine einzelne Mutation, die unmittelbare Auswirkungen auf die pflanzliche Fitness hat, in natürlichen Pflanzenpopulationen langfristig erhalten bleibt. Wenn weniger Fraßfeinde in der Nähe sind, wachsen Pflanzen mit dieser Mutation sogar schneller und erzeugen mehr Nachkommen.

Quelle: MPI chemische Ökologie

Die ersten drei Wochen des Monats Juli 2023 waren global betrachtet der bis jetzt heißeste Drei-Wochen-Zeitraum. In Deutschland waren in den Sommermonaten 2023 doppelt so viele Menschen täglich Temperaturen von 35 Grad Celsius und höher ausgesetzt als im Mittel der Jahre 1980 bis 1999. Dies geht aus einer nun am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) veröffentlichten Untersuchung hervor. Wie die Forschenden am Center for Disaster Management and Risk Reduction Technology (CEDIM) des KIT im Forschungsbericht (Preprint) weiter berichten, war in Europa die Hitzeexposition der Bevölkerung in Italien am stärksten.

Quelle: KIT

Satelliten-Fernerkundung kann helfen, die Nährstoff-Limitierung im Ozean zu beobachten und zu verstehen, wie sie die Produktivität des Phytoplanktons beeinflusst. Diese winzigen marinen Pflanzen bilden die Basis des Lebens im Meer und sind der Schlüssel zu wichtigen Funktionen des Ozeans wie der Klimaregulierung. In einem heute in der Fachzeitschrift Nature veröffentlichten Artikel beschreibt ein internationales Forschungsteam unter der Leitung von Dr. Thomas Browning vom GEOMAR diesen neuartigen Ansatz. Er trägt auch dazu bei, biogeochemische Modelle zu verbessern und zukünftige Auswirkungen des Klimawandels besser vorherzusagen.

Quelle: GEOMAR

Die Vegetation reagiert mit verschiedenen Mechanismen auf Dürre, sowohl durch strukturelle als auch durch physiologische Veränderungen der Pflanzen. Eine neue Studie schlüsselt diese Reaktionen im globalen Maßstab auf. Durch Analyse modernster satellitengestützter Daten mithilfe maschinellen Lernens konnte das Team erstmals global nachweisen, dass durch Dürren auch die Physiologie der Vegetation, nicht nur ihre Struktur, in manchen Ökosystemen verändert wurde. Die Ergebnisse der in Nature Communications veröffentlichten Studie, geleitet vom Max-Planck-Institut für Biogeochemie, helfen zu verstehen, wie globale Ökosysteme auf Wasserknappheit reagieren.

Quelle: MPI für Biogeochemie

Korallen bieten ihrem Dinoflagellaten-Symbionten Schutz vor Fressfeinden sowie anorganische Nährstoffe wie Stickstoff und Phosphor. Algen versorgen die Koralle im Gegenzug mit Photosynthese-Produkten: Kohlenhydrate, Proteine und Fette. Obwohl ein erfolgreicher Nährstoffaustausch entscheidend für die Gesundheit der Korallen und damit für das gesamte Ökosystem Korallenriff ist, sind die molekularen Mechanismen, welche die Kommunikation in dieser Partnerschaft regeln, noch weitgehend unbekannt. Eine neue Studie der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) im Fachmagazin Current Biology zeigt nun, dass für den Stoffaustausch zwischen Alge und Koralle beziehungsweise Anemone der evolutionär uralte mTOR-Signalweg (Mechanistic Target of the Rapamycin) eine entscheidende Rolle spielt.

Quelle: LMU

Maiswurzeln sondern bestimmte Stoffe ab, die die Qualität des Bodens beeinflussen. In bestimmten Feldern steigert dieser Effekt den Ertrag von Weizen, der nach dem Mais im selben Boden angepflanzt wird, um mehr als vier Prozent. Dies schildern Forschende der Universität Bern im Journal of Sustainable Agriculture and Environment. Die Erkenntnisse aus mehreren Feldexperimenten zeigen zwar, dass solche Effekte stark variabel sind, aber dass sie langfristig doch dazu beitragen könnten, den Anbau von Getreide ohne zusätzlichen Dünger oder Pestizide nachhaltiger zu gestalten.

Quelle: Uni Bern

Das Moos Takakia lepidozioides, ein lebendes Fossil, hat sich im Laufe der letzten 65 Millionen Jahren an die lebensbedrohliche UV-Strahlung in 4.000 Meter Höhe im Hochland von Tibet angepasst, wohingegen sich dessen besonderes Aussehen in sehr viel wärmerem Klima vor mehr als 165 Millionen Jahren entwickelte. Nach nunmehr 400 Millionen Jahren der Evolution und Widerstandsfähigkeit droht dieses Moos nun auszusterben aufgrund des rasch fortschreitenden Klimawandels. Eine Studie identifizierte nun die Anpassungen, die das Moos vor diesen extremen Umwelteinflüssen schützt, und rekonstruierte deren Evolution. Dazu haben die Forschenden das Genom von Takakia lepidozioides zum ersten Mal vollständig sequenziert. Über einen Zeitraum von 10 Jahren dokumentierten die Forschenden den Rückgang von Takakia-Populationen im Hochland von Tibet, sowie einen deutlichen Anstieg der Durchschnittstemperaturen und den Rückzug des nahegelegenen Gletschers. Nach mehr als zehn Jahren Forschung auf dem Dach der Welt und im Labor wurde die Studie unter der Leitung von Prof. Dr. Ralf Reski von der Universität Freiburg und Prof. Dr. Yikun He von der Capital Normal University nun im Fachmagazin Cell veröffentlicht. An den Studienergebnissen hatten 61 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in mehr als 20 Laboren in sechs Ländern mitgewirkt. „Takakia hat die Dinosaurier kommen und gehen sehen. Es hat uns Menschen kommen sehen. Nun können wir von diesem winzigen Moos etwas über Resilienz und Aussterben lernen“, fasst Reski zusammen.

Quelle: Uni Freiburg

Wie sich Dürreperioden auf das Photosynthese-Verhalten von Pflanzen im Tagesverlauf auswirken, zeigt eine neue wissenschaftliche Studie. Demnach verschieben Pflanzen in ohnehin trockenen Gebieten ihre CO₂-Aufnahme während einer Hitzewelle zunehmend in die Morgenstunden und verringern die Photosynthese am Mittag und Nachmittag. Die Forschenden werteten für die Studie Daten von neuartigen geostationären Satelliten aus, die unter anderem während einer Hitzewelle in den USA im Jahr 2020 aufgenommen wurden. An der am 2. August im Fachmagazin Science Advances erschienen Studie einer südkoreanischen Forschungsgruppe waren Forschende des Deutschen Zentrums für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) und der Universität Leipzig beteiligt. Dr. Benjamin Dechant erklärt im Interview die wichtigsten Ergebnisse.

Quelle: Uni Leipzig

Der Boden ist der artenreichste Lebensraum der Erde. Zu diesem Schluss kommt eine Übersichtsstudie eines Schweizer Forschungsteams unter der Leitung der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL). Wie aus der ersten Schätzung der globalen Artenvielfalt in Böden hervorgeht, leben zwei Drittel aller bekannten Arten im Boden. Dazu hatte daie Forschungsgruppe die bestehende Fachliteratur herangezogen oder bestehende Datensätze über die in Böden bestimmten Arten erneut ausgewertet. Ihre Ergebnisse deuten darauf hin, dass zwei Drittel aller Arten im Boden leben, berichten sie im Fachjournal PNAS. Dies ist mehr als doppelt so hoch wie frühere Schätzungen über den Artenreichtum des Bodens. Nach ihnen lebten nur 25 Prozent aller Arten im Boden. Die Gruppe mit dem höchsten Anteil an im Boden lebenden Arten sind die Pilze – 90 Prozent von ihnen leben dort. Es folgen Pflanzen mit ihren Wurzeln mit 86 Prozent Anteil. Regenwürmer und Weichtiere wie Schnecken kommen auf 20 Prozent.

Quelle: WSL

Moleküle können aktive Cluster bilden, die Stoffwechselprozesse katalysieren, indem sie selbsterzeugten Konzentrationsgradienten folgen. Dies ist das Ergebnis einer neuen Studie von Wissenschaftlerinnen und Wissenscahftlern des Max-Planck-Instituts für Dynamik und Selbstorganisation (MPI-DS). Ihr Ende Juli im Fachjournal Nature Communications veröffentlichtes Modell beschreibt die Selbstorganisation von Molekülen, die an Stoffwechselwegen beteiligt sind und fügt so der Theorie über den Ursprung des Lebens einen möglichen neuen Mechanismus hinzu. So lässt sich besser verstehen, wie an komplexen biologischen Netzwerken beteiligte Moleküle, dynamische und funktionale Strukturen bilden können. Die Ergebnisse bieten einen Ansatzpunkt für weitere Experimente zur Entstehung des Lebens.

Quelle: MPI-DS

Das Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie (MPI-MP) heißt mit Dr. Marion Clavel und Dr. Marco Incarbone gleich zwei neue unabhängige Forschungsgruppenleitungen willkommen! Mit den beiden neuen Forschungsruppen „Virusreplikation und Pflanzentoleranz“ und „Antivirale Immunität der Pflanzenkeimbahn“ erweitert das Institut seinen Forschungshorizont in Richtung von Pflanzeninteraktionen mit Viren.

Quelle: MPI-MP

Wie eine neue, 1200 Jahre lange Zeitreihe aus Baum-Jahrringen zeigt, ist die aktuelle Erwärmung in diesem Zeitraum beispiellos. Dies berichten Forschende der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL) in der Fachzeitschrift Nature. Gemeinsam mit anderen Forschenden hat Georg von Arx, Leiter der Forschungsgruppe Dendrowissenschaften, eine neue Rekonstruktion erstellt, die auf einer besonders präzisen Methode basiert, Temperaturinformationen aus Bäumen zu gewinnen, und dabei die Zellwanddicke der Holzzellen in den Jahrringen misst. Für ihre neue Zeitreihe vermassen die Forschenden die Zellwände von 50 Millionen Holzzellen. Diese stammen von 188 lebenden wie auch toten Waldföhren (Pinus sylvestris) aus Skandinavien und Finnland. Im Gegensatz zu früheren Arbeiten kommen die neuen Resultate zum selben Schluss wie die Klimamodelle: Die mittelalterliche Klimaanomalie war zumindest in Skandinavien, von wo das untersuchte Holz stammt, doch nicht so warm wie bisher angenommen. Die heutige Erwärmung liegt damit wahrscheinlich jenseits der natürlichen Schwankungen der Temperaturen der letzten 1200 Jahre, schliessen die Forschenden.

Quelle: WSL

Kohlenstoffsenken auf der Landoberfläche können den Treibhauseffekt abschwächen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und an weiteren Forschungseinrichtungen haben verschiedene Datenquellen zusammengeführt und ermittelt, dass der überwiegende Teil der gesamten europäischen Kohlenstoffspeicherung durch oberirdische Biomasse in Osteuropa erfolgt. Vor allem durch Änderungen der Landnutzung ist diese Kohlenstoffsenke jedoch zurückgegangen. Die Forschenden berichten in Communications Earth & Environment.

Quelle: KIT

Wie Schadpilze die Erkennung durch ihre Pflanzenwirte umgehen und damit eine Infektion begünstigen, haben Forschende aus Deutschland, der Schweiz und China unter der Leitung von Paul Schulze-Lefert vom Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung in Köln (MPIPZ) und Jijie Chai aus China aufgeklärt. Sie beschreiben die Strukturen mehrerer Mehltau-Effektoren aus verschiedenen Unterfamilien in der Fachzeitschrift PNAS. Sie geben damit Einblick in die Pathogeneffektoren, die vom Mehlatu in die pflanzlichen Wirtszellen eingeschleust werden, um eine Infektion zu verursachen. Die untersuchten Strukturen zeigen, wie die Effektoren ein gemeinsames strukturelles Grundgerüst mit einigen lokalen Veränderungen verwenden, die es ihnen ermöglichen, sich der Erkennung durch Immunrezeptoren zu entziehen. "Es ist einer der Heureka-Momente der Wissenschaft, wenn in der Evolution das molekulare Wettrüsten zwischen Pflanzen und Krankheitserregern durch Strukturveränderungen innerhalb einer gemeinsamen dreidimensionalen Proteinarchitektur erklärt werden kann", sagt Paul Schulze-Lefert.

Quelle: MPIPZ

• Muster der Biodiversität endemischer Samenpflanzen entschlüsselt
• Mit der molekularen Schere den Traum von Mendel verwirklichen
• Nachhaltige Moornutzung – wirtschaftlich und ökologisch

Alle Nachrichten dieser Woche

• Wie sich Seegras um die Welt verbreitete
• Klimakrise beschleunigt Artensterben – auch in den Anden
• Mehr Nützlinge und weniger Schädlinge in Mischkulturen 

Alle Nachrichten dieser Woche

• Form und Funktion von Inselpflanzen
• Auch Wurzeln können Wärme messen
• Physiker*innen beobachten Genscheren live
• Termiten als Ursache der Feenkreise in der Namib-Wüste bestätigt

Alle Nachrichten dieser Woche

• Logistik-Ansatzpunkt für effizientere Photosynthese identifiziert
• "Wer mit wem" das Blatt-Mirkobiom bildet
• Lokaler TV-Bericht auf Neukaledonien führt zur Entdeckung einer neuen Pflanzenart

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Der Molekularbiologe Professor Holger Puchta vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) erhält für eine Arbeit zur gezielten Restrukturierung von Pflanzengenomen eine Förderung in einem Reinhart Koselleck-Projekt der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG). Als Pionier der Grünen Gentechnik setzt Puchta seit 30 Jahren molekulare Scheren bei Pflanzen ein. Das neue Projekt zielt darauf, mithilfe der CRISPR/Cas-Methode Gene in Kulturpflanzen frei zu kombinieren – und damit den Traum von Gregor Mendel zu verwirklichen. Angesichts der globalen Erwärmung benötigen jetzige Kulturpflanzen mehr Land, mehr Wasser und mehr Dünger. „Die molekulare Schere kann Pflanzen so verändern, dass sie mit Hitze besser zurechtkommen. Zudem kann die CRISPR/Cas-Methode Pflanzen resistenter gegen Krankheiten und Schädlinge machen. Dies ermöglicht, den Einsatz von Pestiziden zu verringern“, erklärt Puchta. Das Vorhaben ist auf fünf Jahre ausgelegt und wird mit insgesamt 1,22 Millionen Euro gefördert. Bei den Reinhart Koselleck-Projekten handelt es sich um die höchstdotierte Exzellenzförderung der DFG für Personen.

Quelle: KIT

Der Mensch ist eine große Bedrohung für die biologische Vielfalt. Um sie zu schützen, ist es wichtig, ihre Ursprünge zu verstehen. Eine entscheidende Rolle spielen dabei Arten, die evolutionär einzigartig sind, das heißt wenige oder keine nah verwandten Arten haben, und nur in einem begrenzten Gebiet vorkommen, also endemisch sind. Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung der Universität Göttingen hat nun globale Muster der Verbreitung endemischer Samenpflanzen aufgedeckt und Umweltfaktoren ermittelt, die ihren Endemismus beeinflussten. Dazu analysierten die Forschenden einen umfangreichen Datensatz zum regionalen Vorkommen von Samenpflanzen, der etwa 320.000 Arten aus weltweit 912 Regionen umfasste. Im Fachjournal PNAS schildern sie ihre Erkenntnisse für den weltweiten Schutz von Biodiversität.

Quelle: Uni Göttingen

Eine internationale Gruppe von Forschenden rekonstruierte die Besiedlungsgeschichte des Seegrases Zostera marina von dessen Ursprung im Nordwestpazifik über den Pazifik und Atlantik bis ins Mittelmeer. Darüber hinaus stellten sie eine Verringerung der genetischen Vielfalt fest, was Anlass zur Frage gibt, wie gut sich Seegras an das sich verändernde Klima anpassen kann. Seegräser sind die einzigen vollständig unter Wasser lebenden blühenden Meerespflanzen, die Küstenlebensräume auf der ganzen Welt erobert haben. Die Ergebnisse des Forschungsteams unter Leitung von Professor Dr. Thorsten Reusch, Meeresbiologe am GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel, sind im Fachmagazin Nature Plants erschienen.

Quelle: GEOMAR

Die Erderwärmung verändert die Pflanzengemeinschaften der Berggipfel weltweit. In den südamerikanischen Anden, der längsten Gebirgskette der Erde, breiten sich Pflanzenarten in höher gelegenen Bergregionen aus, während immer mehr angestammte Gebirgspflanzen – auch von Arten aus Europa – zurückgedrängt werden. Zu diesem Befund kommt ein internationales Forschungsteam mit Beteiligung der Österreichischen Akademie der Wissenschaften und Universität für Bodenkultur (BOKU) Wien, und veröffentlichten ihre Ergebnisse im Fachmagazin Fachjournal Global Ecology and Biogeography. 

Quelle: ÖAW

DFG und Leopoldina unterstützen Vorschlag der EU-Kommission zum Umgang mit neuen Gentechnikmethoden in Pflanzenzucht
Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) und die Nationale Akademie der Wissenschaften Leopoldina haben in einer heute erschienenen gemeinsamen Stellungnahme den am 5. Juli 2023 veröffentlichten Entwurf der Europäischen Kommission zum Umgang mit neuen Gentechnikmethoden in Pflanzenzucht und Landwirtschaft begrüßt. Nach ihrer Überzeugung wird die vorgeschlagene Gesetzesänderung die Pflanzenforschung erleichtern und dazu beitragen, das große Potenzial der neuen Züchtungstechniken für eine nachhaltigere Landwirtschaft in Europa zu nutzen.

Quelle: DFG

Phosphor zählt weltweit zu den am häufigsten eingesetzten Düngemitteln. Doch die natürlichen Phosphorvorkommen schrumpfen. Eine Alternative könnte Biochar darstellen, eine spezielle Pflanzenkohle, die beim Verbrennen von Biomasse entsteht. Unklar war aber bisher, wie sich die Kombination von Biochar und den weitverbreiteten Mykorrhizapilzen auf die Pflanzen auswirkt. Nun haben Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) mittels Genexpressionsanalyse gezeigt, dass die „Antwort“ von Tomatensetzlingen auf die Mykorrhizasymbiose – und damit ihre Phosphaternährung – vom Ausgangsstoff des Biochars abhängt. Die Ergebnisse sind in Science of the Total Environment veröffentlicht.

Quelle: KIT

• Review: Wie Chemikalieneinsatz und der Verlust der Artenvielfalt zusammenhängen
• Neue FOR: Dynamische Regulation der protonenmotorischen Kraft der Photosynthese
• DFG setzt auf Nachhaltigkeit im Förderhandeln

Alle Nachrichten dieser Woche

• Klimawandel: natürliche Genvariante entdeckt, die Gerste früher blühen lässt
• Weizen, Einkorn, Emmer und Dinkel unterscheiden sich in der Protein-Zusammensetzung
• Neue resistente Reissorten gegen bakterielle Erkrankung in Afrika

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• Neuer Mechanismus: Vom Fremd- zum Selbstbestäuber
• Klima bestimmt Vegetationsformen
• Neue Art der Zentromer-Organisation
• Neue Methode analysiert Verteilung und Transport von Elementen in einzelnen Zelltypen

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• Verständnis der Blütendegeneration bei Gerste erschließt höheres Ertragspotenzial
• Plasmabehandeltes Wasser stärkt Gerstenpflanzen
• Allianz für Innovative Pflanzenwissenschaften TRANSCEND gestartet

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Die Zielerkennung des CRISPR/Cas-Komplexes haben Forschende der Physik in Echtzeit beobachtet. Mit der neuen Methode messen sie kleinste Verdrehungen und Drehmomente von Molekülen innerhalb von Millisekunden mit höchster Auflösung. Mit den gewonnenen Daten kann der Erkennungsprozess genau charakterisiert und modelliert werden, um die Präzision der Genscheren zu verbessern. Die Ergebnisse des Teams um Prof. Dr. Ralf Seidel und Dominik Kauert von der Fakultät für Physik und Geowissenschaften wurden in der Fachzeitschrift Nature Structural and Molecular Biology veröffentlicht.

Quelle: Uni Leipzig

In der über zehnjährigen Diskussion um die Ursache der mysteriösen kahlen Kreise in Grasflächen am Ostrand der Namib-Wüste wurde nun bestätigt, dass Termiten die Ursache sind. Das ist das Resultat einer Veröffentlichung von Forschenden des Fachbereichs Biologie der Universität Hamburg, die in der Fachzeitschrift Perspectives in Plant Ecology, Evolution and Systematics (PPEES) erschienen ist. Gleichzeitig widerlegen sie zentrale Argumente der von Ökosystem-Modellierern vertretenen Erklärung, die Kreise würden durch Selbstregulierung der Gräser verursacht.

Quelle: Uni Hamburg

Die Nationale Strategie zur biologischen Vielfalt (NBS) ist seit 2007 die zentrale Naturschutzstrategie der Bundesregierung. Vor dem Hintergrund der Beschlüsse zum „Kunming-Montreal Global Biodiversity Framework" (GBF) und der EU-Biodiversitätsstrategie 2030 besteht deutlicher Aktualisierungs- und Anpassungsbedarf. Das Bundesumweltministerium hat daher den Entwurf eines Ziele- und Maßnahmenkatalog der Nationalen Strategie zur biologischen Vielfalt (NBS 2030) zur Kommentierung vorgelegt. Der Verband Biologie, Biowissenschaften und Biomedizin in Deutschland e.V. (VBIO), in dem auch die DBG Mitglied ist, hat gemeinsam mit den Deutschen Naturforschenden Sammlungen (DNFS) die Gelegenheit genutzt, diesen Entwurf zu kommentieren. VBIO und DNFS begrüßen darin die Neuauflage der Nationalen Biodiversitätsstrategie, kritisierten allerdings, dass die darin beschriebenen Maßnahmen in vielen Fällen zu wenig konkret sind. Vielfach fehlen belastbare Angaben dazu, wie eine Umsetzung der formulierten Ziele erreicht werden kann.

Quelle: VBIO

Mikrobiologinnen und Mikrobiologen der ETH Zürich haben Modelle entwickelt, die anhand von Nahrung und Stoffwechsel pflanzenbewohnender Bakterien vorhersagen können, wie die Mikroben auf der Blattoberfläche der Modellpflanze Arabidopsis thaliana wechselwirken und so das Mikrobiom bilden. Ihre Ergebnisse schildern die im Fachblatt Science.

Quelle: ETH Zürich

Heute wurde ein Gesetzentwurf von der EU-Kommission vorgelegt, in dem das Gentechnikrecht entsprechend des aktuellen Standes der Wissenschaft novelliert wird. Demnach sollen Pflanzen, die mit Hilfe neuer genomischer Techniken (NGT) gezüchtet wurden, ohne dass dabei Gene einer anderen Art eingefügt wurden, dem gleichen Prozess der Sortenzulassung unterliegen, wie
konventionell gezüchtete Pflanzen. Das Exzellenzcluster für Pflanzenwissenschaften (CEPLAS) begrüßt diesen Vorschlag  ausdrücklich, da mit dieser Regelung die Etablierung einer nachhaltigen Landwirtschaft und die Reduktion des Pestizidverbrauchs in der EU massiv erleichtert werde.

Quelle: CEPLAS

Die fünf großen mathematisch-naturwissenschaftlichen Gesellschaften mit zusammen über 130.000 Mitgliedern (wissenschaft-verbindet.de) nehmen Stellung zur Novelle des Wissenschaftszeitvertragsgesetzes (WissZeitVG) und den geplanten Änderungen des Befristungsrechts für die Wissenschaft aus dem Bundesministerium für Wissenschaft und Forschung (BMBF). Der Dachverband der Geowissenschaften (DVGeo), die Deutsche Mathematiker-Vereinigung (DMV), die Deutsche Physikalische Gesellschaft (DPG), die Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh) sowie der Verband Biologie, Biowissenschaften und Biomedizin in Deutschland (VBIO) unterstützen das Ziel des BMBF, Beschäftigungsverhältnisse in der Wissenschaft planbarer zu gestalten. Sie kritisieren jedoch einzelne Punkte des geplanten Gesetzes:

• das Gesetz müsse von einer angemessenen Grundfinanzierung der Hochschulen und Forschungseinrichtungen begleitet werden und ausreichend Ressourcen für Entfristungen enthalten
• die vorgeschlagene Befristungsregelung für Postdocs (4 + ggf. 2 Jahre) sei die untere Grenze einer Befristung und vernachlässige fachliche Besonderheiten. Ohne mehr Dauerstellen schränken sie Perspektive und Planungssicherheit der Forschenden ein und gefährden die internationale Wettbewerbsfähigkeit des Wissenschaftsstandorts Deutschland
• Neben Tenure-Track müssen alternative Qualifizierungspfade für unbefristete Positionen erhalten bleiben und es müsse nationale und internationale Nachwuchsförderungsprogramme geben
• die pauschale Mindestvertragslaufzeit von einem Jahr für studienbegleitende Beschäftigung sollte flexibel an die Dauer der übertragenen Aufgaben anzupassen sein
• die vorgesehene Öffnung im Rahmen von Tarifverträgen wird von den Dachverbänden kritisiert, da sie Vergleichbarkeit der Verträge und die Mobilität der Forschenden gefährde

Quelle: VBIO

2.087 wilde Tier- und Pflanzenarten haben ausgewiesene Artenkenner*innen und engagierte Citizen Scientists seit 22. Mai 2023 auf dem Campus der Universität Hohenheim in Stuttgart bestimmt und digital erfasst. Darunter seltene Spinnenarten, Wildorchideen oder scheue Dachse. Damit geht die Universität als artenreichster Campus Europas aus der ICA Biodiversity Challenge 2023 hervor. Auf Platz zwei und drei folgen die Schwedische Universität für Agrarwissenschaften (SLU) mit 1.873 und die belgische KU Leuven mit 1.453 Spezies. Nicht mitgezählt wurden über 8.000 verschiedenen Pflanzenarten, die in den Hohenheimer Gärten durch Menschenhand kultiviert werden. Insgesamt beteiligten sich 17 Universitäten aus 13 Ländern Europas. Ausgerichtet wurde der Wettbewerb von der Association for European Life Science Universities (ICA). Ein erklärtes Ziel aller teilnehmenden Universitäten ist es, Bewusstsein für das dramatische Artensterben weltweit und die Bedeutung der Biodiversität zu schaffen.

Quelle: Uni Hohenheim

Ob Pflanzen tiefwurzelnde Kulturen in der Fruchtfolge helfen können, Wasser und Nährstoffe in den Böden besser nutzen, die Bodenqualität verbessern und so die Lebensmittelproduktion und die Einkommen in der Landwirtschaft zu sichern, erforscht ein neues Projekt. Dazu wollen die Forschenden konkret Kümmel, Fenchel und Koriander auf denselben Feldern anpflanzen wie Weizen. Das Forschungsteam um Prof. Dr. Miriam Athmann, Leiterin des Fachgebiets Ökologischer Land- und Pflanzenbau an der Uni Kassel, untersucht, inwieweit ein „Hydraulic Lift“ wirkt, den man von manchen Baumarten kennt: Sie geben aus tiefen Bodenschichten aufgenommenes Wasser in oberen Bodenschichten wieder ab und verbessern so die Wasser- und Nährstoffverfügbarkeit auch für benachbarte flacher wurzelnde Pflanzen. Mit einer Unterstützung des Landes Hessen in Höhe von 4,8 Mio. Euro erforscht ein LOEWE-Projekt unter Leitung der Uni Kassel nun das Potenzial von Mischkulturen von Weizen mit den Gewürzpflanzen.

Quelle: Uni Kassel

Chemikalien in der Umwelt werden in der Wissenschaft nicht ausreichend als eine der Ursachen für den Schwund der Artenvielfalt in den Blick genommen. Dies zeigen 40 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Forschungsnetzwerks RobustNature an der Goethe-Universität Frankfurt und kooperierenden Instituten in einer Studie, die jetzt in der Zeitschrift Nature Ecology and Evolution veröffentlicht worden ist. Dazu hat das Team die wissenschaftliche Literatur der Jahre 1990 bis 2021 analysiert: Demnach werden die sehr zahlreichen Forschungsarbeiten zur Umweltbelastung durch Chemikalien in einer nur geringen Anzahl hochspezialisierter ökotoxikologischer Fachzeitschriften veröffentlicht, in denen nur sehr selten Arbeiten über den Verlust der Artenvielfalt zu finden sind. Die Forschenden sehen in einem interdisziplinären Ansatz eine neue Chance, den Verlust der Biodiversität besser zu verstehen, um effizienter Gegenmaßnahmen ergreifen zu können. Dazu untersuchen sie die Wechselwirkungen zwischen chemischer Belastung und Biodiversitätsverlust.

Quelle: Uni Frankfurt

„Obwohl die protonenmotorische Kraft (PMF) bereits intensiv untersucht wurde, ist das Verständnis ihrer Regulation und Integration in die Physiologie von Pflanzen sehr lückenhaft – diese Forschungslücken wollen wir nun schließen“, erklärt deren Sprecher, Prof. Dr. Michael Hippler, anlässlich des Förderbescheids der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) für eine neue Forschungsgruppe (FOR). Die gemeinsam mit dem Schweizerischen Nationalfonds geförderte FOR will daher verstehen, wie der Aufbau und die Modulation der PMF reguliert wird, um die Photosynthese unter veränderlichen Bedingungen zu optimieren. Beteiligt an der Gruppe sind neben vier weiteren Arbeitsgruppen an der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster (WWU, mit ihren AGs um die Pflanzenwissenschaftler*innen Buchert, Busch, Finkemeier und Schwarzländer vom Institut für Biologie und Biotechnologie der Pflanzen) die Universitäten Aachen, Düsseldorf, Kassel, Marburg, München und Rostock sowie Gruppen an der Universität Basel in der Schweiz, der Universitäten in Okayama und Osaka (beide Japan) und der Universität Michigan (USA). Die DFG fördert das Projekt mit dem Titel „Dynamische Regulation der protonenmotorischen Kraft in der Photosynthese“ mit vier Millionen Euro für vier Jahre.

Quelle: WWU

Wie Aufbau und Modulation der protonenmotorische Kraft (PMF) reguliert werden, um die Photosynthese unter veränderlichen Bedingungen zu optimieren, will eine der neuen Forschungsgruppen (FOR) klären. Die von Sprecher Professor Dr. Michael Hippler von der Uni Münster koordinierte FOR ist eine der sieben neu von der Deutschen Forschungsgmeinschaft geförderten wissenschaftlichen Gruppen. Sie wird zusätzlich vom Schweizerischen Nationalfonds unterstützt. Die PMF ist das Herzstück des Energiestoffwechsels und treibt die meisten Zellfunktionen an; sie ist so universell wie der genetische Code. In Pflanzen hat sie eine zentrale Rolle für das Funktionieren der oxygenen Photosynthese.

Quelle: DFG

Das PathFinder-Projekt (Towards an Integrated Consistent European LULUCF* Monitoring and Policy Pathway Assessment Framework) befasst sich mit der Anforderung der Europäischen Kommission nach europaweit vereinheitlichten, wissenschaftlich belastbaren Daten zum Wald, die in kurzen Abständen aktualisiert werden. Die Forschenden erarbeiten die wissenschaftlichen Grundlagen für eine entsprechende Ergänzung der nationalen Waldinventuren. Beteiligt sind 23 Einrichtungen aus 15 europäischen Ländern, darunter auch Forschende der Abteilung Waldinventur und Fernerkundung an der Universität Göttingen. PathFinder wird von der Europäischen Kommission im Rahmen ihres Programms Horizon Europe mit sechs Millionen Euro gefördert.

Quelle: Uni Göttingen

Die Präsenz- und online-Veranstaltung der Hector Fellow Academy (HFA) gGmbH mit dem Titel „Licht in der Biologie“ – Photosynthese, Sehprozesse und neuronale Anwendungen“ findet am 6. Juli 2023 um 18 Uhr in Berlin statt. Peter Hegemann ist wissenschaftlicher Ausrichter und Gastgeber des Symposiums. Hegemann ist ein weltweit bekannter Photobiologe, einer der Entdecker der Channelrhodopsine in Algen und Mitbegründer der Optogenetik. Eingladen als Redner*innen sind:

• Athina Zouni, Expertin auf dem Gebiet der Photosynthese und Professorin am Institut für Biologie der Humboldt-Universität zu Berlin. Sie wird unter anderem die Frage beantworten, welche Rolle die Photosynthese in naher Zukunft mit Blick auf die Energieversorgung spielen könnte.
• Lauren Sumner-Rooney, Emmy-Noether-Nachwuchsgruppenleiterin am Museum für Naturkunde und am Leibniz-Institut für Evolutions- und Biodiversitätsforschung, wird „Wie Tiere die Welt sehen“ erläutern.
• Die Neurologin Hannah Monyer vom Universitätsklinikum Heidelberg und Deutschen Krebsforschungszentrum, wird darstellen, welchen Beitrag das Werkzeug der Optogenetik leisten kann, um das menschliche Gedächtnis besser zu verstehen.

Die Vorträge werden auf Deutsch und Englisch gehalten und in die jeweils andere Sprache simultan übersetzt. Moderiert wird der Abend von Dr. Philip Häusser, bekannt als TV-Moderator u.a. für Sendungen wie Terra X Lesch & Co und Buchautor. Gäste haben die Möglichkeit in Präsenz im Langenbeck-Virchow-Haus Berlin oder online via Livestream teilzunehmen. Um Anmeldung wird gebeten.

Quelle: HFA

In der Fachzeitschrift eLife berichten Forschende von ihrer Entdeckung einer jüngst in Tansania ausgebrochenen Bakterieninfektion – und beschreiben, wie sie eine afrikanische Reissorte so verändert haben, damit sie gegen den Erreger resistent ist. Die bakterielle Reiskrankheit Weißblättrigkeit, ausgelöst von dem Erreger Xanthomonas oryzae pathovar oryzae (kurz: Xoo) führt alljährlich zu großen Ernteverlusten. Prof. Dr. Wolf B. Frommer vom Institut für Molekulare Physiologie der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU), der das internationale Forschungskonsortium Healthy Crops leitet, erklärt: „Um die afrikanische Reiserzeugung vor der neuen Bedrohung durch diese pathogenen Bakterien zu schützen, haben wir neue Züchtungsmethoden angewendet, um die ‚Schlösser‘ der beliebten ostafrikanischen Elitereissorte Komboka auszutauschen, damit der ‚Schlüssel‘ des Erregers die Speisekammer nicht mehr aufsperren und somit die Krankheit gar nicht erst verursachen kann. Die optimierten Linien weisen ein breites Resistenzspektrum gegen Vertreter aller uns bekannten asiatischen und afrikanischen Xoo-Stämme auf, darunter auch gegen die Stämme, die kürzlich in Tansania entdeckt wurden.“

Quelle: HHU

Die fünf Weizenarten Einkorn, Emmer, Dinkel sowie Hart- und Weichweizen und ihre Sorten unterscheiden sich deutlich in der Zusammensetzung ihrer Proteine. Dies ist das Ergebnis einer großangelegten Studie der Universität Hohenheim in Stuttgart und der Universitätsmedizin Mainz. Die Forschenden identifizierten in 150 Mehlproben insgesamt 2.896 verschiedene Proteine – in jeder Art über 2.500, wie sie im Fachjournal npj Science of Food darlegen. „Nach unserem Wissen ist das eine der umfangreichsten Proteom-Studien bei Getreide, die es bisher gab. Sie setzt einen Meilenstein für eine zukünftig deutlich zielgerichtetere Proteinforschung bei Weizen“, ist Prof. Dr. Friedrich Longin von der Landessaatzuchtanstalt an der Universität Hohenheim überzeugt. Neben dem Anbauort spielt vor allem die jeweilige Sorte eine Rolle. Das ließe sich nutzen: Proteine, deren Vorkommen vor allem von der Sorte abhängt, könnten durch zielgerichtete Züchtung beeinflusst werden – für eine bessere Backqualität, für bessere Erträge oder für eine bessere Verträglichkeit.

Quelle: Uni Hohenheim

• Versteckspiel im Centromer
• Analyse einzelner Pflanzenzellen offenbart Biosynthese von Naturstoffen
• Was den Appetit auf Insekten weckt

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Biolog*innen belegen einen alternativen genetischen Mechanismus, durch den Pflanzen zu Selbstbestäubern werden können. Dazu führten Konstanzer Forschende ein umfangreiches Experiment durch: Sie kreuzten Individuen aus selbstinkompatiblen und selbstkompatiblen Felsenschaumkresse-Populationen in sämtlichen möglichen Kombinationen. Anschließend bestimmten sie das Fortpflanzungssystem von über 1.500 Nachkommen und brachten dies mit genetischen Daten über die von den Nachkommen vererbten Varianten des S-Gens (S-Allelen) in Zusammenhang. Die Forschenden konnten unter anderem zeigen, dass Kreuzungen zwischen Fremd- und Selbstbestäubern bei den Nachkommen zu beiden Fortpflanzungssystemen führen können. Ausschlaggebend sind dabei die S-Allele des selbstinkompatiblen Partners. Das S-Gen spielt also auch bei dem Verlust der Selbstinkompatibilität der Felsenschaumkresse eine Rolle. Die Forschenden fanden jedoch keine Belege dafür, dass dieser durch eine Funktionsverlustmutation erklärt werden kann, wie sie im Fachjournal Nature Communications zeigen.

Quelle: Uni Konstanz

Das Zentromer ist der Bereich des Chromosoms, an dem die Mikrotubuli während der Zellteilung ansetzen. Im Gegensatz zu monozentrischen Chromosomen mit einem Zentromer sind bei holozentrischen Arten in der Regel hunderte sogenannter Zentromer-Einheiten entlang beider Schwesterchromatiden verteilt. Ein internationales Forschungsteam hat eine neue Organisationsform des Zentromers entdeckt. Diese könnte ein bisher noch fehlendes evolutionäres Glied im Übergang vom Mono- zum Holozentromer sein. Die Ergebnisse des Forschungsteams unter Führung des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) sind jetzt im Journal Nature Communications veröffentlicht worden.

Quelle: IPK (pdf)

Die Klimaerwärmung beschleunigt den Abbau von Humus. Dabei reduzieren sich auch die vermeintlich stabilen Wachs- und Holzstoffe, die den Pflanzen bei der Speicherung von Kohlenstoff in den Blättern und Wurzeln helfen. Dies zeigen Forschende der Universität Zürich im Sierra Nevada National Forest in Kalifornien. Bisher ging die Wissenschaft davon aus, dass chemisch stabilere Verbindungen dem natürlichen Abbau länger widerstehen und somit Kohlenstoff im Boden speichern. Die Studie unter der Leitung von Forschenden des Geographischen Instituts der UZH zeigt, dass Lignin, das den Pflanzen Steifigkeit verleiht, um 17% reduziert war. Cutin und Suberin – wachsartige Verbindungen in Blättern, Stängeln und Wurzeln, die die Pflanzen vor Krankheitserregern schützen –, waren fast 30% weniger vorhanden. Selbst der pyrogene, organische Kohlenstoff, der nach einem Waldbrand zurückbleibt, war deutlich weniger vorhanden, wie die Forschenden in der Fachzeitschrift Nature Geoscience zeigen.

Quelle: Uni Zürich

Ein internationales Forschungsteam hat eine neue Methode entwickelt, die fluoreszenzaktivierte Zellsortierung (FACS) kombiniert mit induktiv gekoppelter Plasma-Massenspektrometrie (ICP-MS). Damit erfasste es die Konzentration von Mineralstoffen in verschiedener Zellpopulationen in den Wurzeln von Arabidopsis thaliana-Pflanzen, wie das Team unter Leitung des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) im Fachjournal Nature Communications berichtet. Die Kartierung der Verteilung einzelner Mineralstoffe in unterschiedlichen Zelltypen ist wichtig, um zu verstehen, wie Nährstoffe und toxische Elemente von den Wurzeln auch in oberirdische Organe der Pflanze gelangen und physiologisch wirksam werden.

Quelle: IPK (pdf)

Das Klima spielt die dominante Rolle für die Herausbildung globaler Vegetationsmuster, zeigt eine neue Studie in Science, die vergangene Woche publiziert und heute der Öffentlichkeit vorgestellt wurde. Darin entkräften die Forschenden mit einem neuartigen Modell das bislang geltende Paradigma der alternativen Ökosystemzustände und belegen, dass es meistens von klimatischen Faktoren abhängt, ob Regionen in Afrika von Wald oder Savanne bedeckt sind. "Die Forschungsergebnisse stärken daher die Annahme, dass wissenschaftlich gut begründete Prognosen in Bezug auf den Klimawandel eine verlässliche Basis sind, um bevorstehende Veränderungen von Ökosystemen und Vegetation richtig einschätzen zu können – nicht allein in Afrika, sondern auch in anderen Regionen der Erde“, sagt Erstautor Prof. Dr. Steven Higgins, Inhaber des Lehrstuhls für Pflanzenökologie an der Universität Bayreuth. Gleichzeitig warnen die Autor*innen der Studie vor Maßnahmen, die den Einfluss des Klimas auf die Vegetation unterschätzen. „Die Annahme, die natürliche Kohlenstoffspeicherung auf der Erde lasse sich durch eine großräumige Umwandlung afrikanischer Savannen in Waldgebiete steigern, ist verfehlt und sogar gefährlich. Derartige Aufforstungen hätten voraussichtlich wenig Erfolg, da die Waldplantagen unter diesen Klimabedingungen nicht lange überdauern können. Sie würden aber die Biodiversität der Savannenökosysteme beschädigen“, sagt Dr. Timo Conradi, Bayreuther Ko-Autor der Studie.

Quelle: Uni Bayreuth

• Wildpflanzen können sich bei landwirtschaftlicher Vermehrung verändern
• Wegweiser durchs Pflanzengenom
• Physikern gelingt Rekonstruktion der Sauerstoffbildung
• Mikroskopie-Plattform online: virtueller Durchblick für alle

Alle Nachrichten dieser Woche

• Pilzinfektionen von Nutzpflanzen bedrohen die globale Ernährungssicherheit
• Klimawandel: Wäldern des Mittelmeerraums droht Versteppung
• Trotz Schutzverpflichtung: Europas letzte Urwälder verschwinden weiter
• Drei bisher unbekannte Arten peruanischer Hundsgiftgewächse

Alle Nachrichten dieser Woche

• Nicht-einheimische Pflanzen breiten sich auf Meeresinseln aus
• Brachen fördern die Artenvielfalt von Agrarvögeln
• Algenfarmen zur Züchtung von Makroalgen vom Start-up
• Ausgezeichnet: Wieviel Stickstoff aus Aquakultur-Abwässern Seegraswiesen vertragen

Alle Nachrichten dieser Woche

Auf den Campus der Uni Hohenheim laden Forschende Bürger*innen ein, mit Kescher, Lupe und Mikroskop am Samstag, 17. Juni 2023, ab 13 Uhr, die Artenvielfalt zu entdecken. So kann man in die faszinierende Vielfalt unserer Ökosysteme eintauchen, sich in Sachen Artenwissen schlau machen und gemeinsam mit Expert*innen Tiere und Pflanzen zu bestimmen. Geboten werden Führungen, Mini-Exkursionen und Mitmach-Stationen zu verschiedenen Arten – von Bienen und Spinnen, Wiesenpflanzen und Mammutbäumen, Fledermäusen und Siebenschläfern bis hin zu Vögeln. An Ständen regionaler Akteure kann man sich über aktuelle Ideen zur Förderung der Biodiversität informieren. Es sind alle eingeladen, die Lust auf biologische Vielfalt haben! Der Tag der Artenvielfalt an der Universität Hohenheim ist Teil der ICA Biodiversity Challenge, an der Forschende der Universität Hohenheim und des Naturkundemuseums Stuttgart teilnehmen mit dem Ziel, 1.000 Arten auf dem Campus zu erfassen und diesen als den „artenreichsten Campus Europas“ zu nominieren.  

Quelle: Uni Hohenheim

Unter dem Titel "Wissenschaft muss machbar bleiben" legt der Verband Biologie, Biowissenschaften und Biomedizin in Deutschland (VBIO) mit 4.500 individuellen und 25 institutionellen Mitgliedern, mit ihrerseits über 25.000 Mitgliedern, seinen Tätigkeitsbericht des vergangenen Jahres (pdf) vor. Organisatorisch waren die vielfältigen Aktivitäten des VBIO im Jahr 2022 geprägt vom Übergang aus den Einschränkungen der Covid-Pandemie hin zur Normalität mit Präsenzveranstaltungen. Online-Formate waren gekommen um zu bleiben, da sie vielfach effiziente und ressourcenschonende Kommunikation ermöglichen. Preisverleihungen, konstituierende Sitzungen oder intensive Dialoge leben vom persönlichen Austausch und Kontakt. Neue Weiterbildungs- und Diskussionsangebote wurden für die Zukunft entwickelt. Der VBIO, dem auch unsere DBG Mitglied ist, hat 2022 die Zusammenarbeit mit den mathematisch-naturwissenschaftlichen Gesellschaften ausgebaut und durch gemeinsame Stellungnahmen und Veranstaltungen sichtbar gemacht, als Dachverband dafür eingesetzt, dass biowissenschaftliche Forschung weiterhin machbar bleibt und uns auf politischer Ebene zu Wort gemeldet.

Quelle: VBIO

Arten, die aus anderen Gebieten einwandern, stellen eine der fünf großen Bedrohungen für den Erhalt der Biodiversität dar. Ihre Wanderungen werden weltweit möglichst genau beobachtet, um einheimische Ökosysteme und ihre darin beheimateten Arten zu erhalten. Auch das beliebte englische Hasenglöckchen (Hyacinthoides non-scripta) schien durch eine invasive Art, das spanische Hasenglöckchen (H. hispanica) bedroht. Jetzt fand ein internationales Team von Wissenschaftler:innen heraus, dass die Invasorin für die heimische Flora nicht gefährlich ist und – noch überraschender – gar nicht aus Spanien stammt. „Das Ergebnis zeigt einmal mehr, wie wichtig es ist, die Biodiversität genau unter die Lupe zu nehmen. Nur auf Basis wissenschaftlich fundierter Ergebnisse können wirksame Maßnahmen zum Schutz der Biodiversität lokal, regional und globale ergriffen werden“, kommentiert Prof. Johannes Vogel. Der Generaldirektor des Museums für Naturkunde (MfN) Berlin ist Coautor der Studie, die er noch als Keeper of Botany in London mitinitiiert hat, die unter der Leitung des Royal Botanic Garden Edinburgh (RBGE) durchgeführt und bei Plants, People, Planet veröffentlicht wurde.

Quelle: MfN

In den vergangenen 50 Jahren sind immer mehr Menschen vom Land in die Stadt gezogen. Mehr als die Hälfte der Weltbevölkerung lebt heute in oder nahe einer Stadt. Bis 2050 wird ein Anstieg auf etwa 70 Prozent erwartet. Zurück bleiben verlassene Felder, Weiden, Minen, Fabriken und ganze Dörfer. Seit den 1950er Jahren ist die Fläche der brachliegenden Landschaft weltweit auf ungefähr 400 Millionen Hektar angewachsen; Kriege und der Klimawandel treiben diese Entwicklung zusätzlich voran. Wie Forschende der Universität Göttingen und des Internationalen Instituts für Angewandte Systemanalyse (IIASA) in Österreich am 11. Mai im Fachmagazin Science zeigen, kann die Nutzungsaufgabe von Flächen sowohl eine Chance als auch eine Bedrohung für die Artenvielfalt sein und machen klar, dass Brachflächen bei der Bewertung von globalen Wiederherstellungs- und Erhaltungszielen entscheidend sind.

Quelle: Uni Götttingen

Der Zucker Saccharose gewährleistet nicht nur die Kohlenhydratversorgung der Wurzel, sondern dient gleichzeitig als Signalgeber für die Ausbildung einer lichtabhängigen Wurzelarchitektur. Das geschieht auf zwei Wegen: Zum einen steuert Saccharose direkt das Längenwachstum der Zentralwurzel. Zum anderen reguliert die zur Wurzelspitze transportierte Saccharose die Produktion des Pflanzenhormons Auxin. Dieses Hormon ist Taktgeber für die periodische Ausbildung von neuen Seitenwurzeln. Die Ausbildung von Seitenwurzeln und die Verlängerung der Hauptwurzel wird durch den gemeinsamen Signalgeber synchronisiert. Das zeigen Pflanzenforschende um Dr. Stefan Kircher und Prof. Dr. Peter Schopfer von der Uni Freiburg im Fachmagazin Current Biology.

Quelle: Uni Freiburg

Nutzpflanzen sind auch attraktiv für schädliche Mikroorganismen. Die meisten Pathogene können nur bestimmte Pflanzen befallen. Wie pflanzenpathogene Pilze im Boden ihre Wirtspflanze finden, wird seit Jahren erforscht. Bisher galt, dass die Wirtspflanzen die Sporen der Pilze durch die Abgabe von Zucker, Aminosäuren und anderen Verbindungen aus ihren Wurzeln spezifisch zur Keimung anregen und so ihren Befall auslösen. Forschende der Universität Göttingen haben nun widerlegt, dass die sogenannten Wurzelexsudate die primären Auslöser der Sporenkeimung und damit der Wurzelinfektion sind. Stattdessen wird die Aktivität der Sporen durch eine Kombination verschiedener Faktoren gesteuert. Dabei spielt die Gemeinschaft der Bakterien im Boden eine wichtige Rolle. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift PLOS Pathogens erschienen.

Quelle: Uni Göttingen

Wesentliche Fortschritte in der Nahrungsmittelerzeugung sind zu erwarten, wenn bei der Entwicklung von Nahrung nicht nur genetische, sondern auch epigenetische Verfahren angewandt werden, um Nahrungspflanzen weiterzuentwickeln – Verfahren, die darauf beruhen, einzelne Gene gezielt an- und abzuschalten. Das ist wichtig, da herkömmliche Zuchtverfahren nicht mehr ausreichen, die großen Herausforderungen in der Landwirtschaft zu lösen: Klimawandel, Wasserknappheit und schlechte Bodenqualität begrenzen die Höhe landwirtschaftlicher Erträge, gleichzeitig wächst mit der Weltbevölkerung natürlich auch der Bedarf an Nahrungsmitteln. Im UniReport-Magazin der Goethe-Universität Frankfurt am Main erläutert der Pflanzenwissenschaftler Dr. Sotirios Fragkostefanakis allgemeinverständlich das Forschungsgebiet der Epigenetik.

Quelle: Uni Frankfurt (s. S. 6 im pdf)

Am 27. Juni 2023 findet von 17.00 bis 19.00 Uhr die nächste digitale Fortbildung für Lehrkräfte und Interessierte statt. Das Thema lautet dieses Mal: „Photosynthese als Treiber der Biosphäre: Globale Bedeutung - molekulare Mechanismen - Biotechnologie“ von Prof. Dr. Karl-Josef Dietz von der Universität Bielefeld, Abteilung Biochemie und Physiologie der Pflanzen, der gleichzeitig Präsident des Verbandes Biologie, Biowissenschaften und Biomedizin in Deutschland (VBIO) ist. Der VBIO präsentiert dies im Rahmen einer wissenschaftlichen Vortragsreihe vor dem Hintergrund der Bildungsstandards im Fach Biologie für die Allgemeine Hochschulreife. Dietz will darin folgende Fragen beantworten:

• Welchen Beitrag leistet die aquatische und terrestrische Photosynthese zum C-Kreislauf?
• Wie ist Photosynthese messbar?
• Welche biochemischen Prinzipien und Strukturen sind beteiligt?
• Wie erfolgt die Koordination der Genexpression im Kern- und Plastidengenom zur Optimierung des Photosynthese-Apparats in den Chloroplasten?
• Welche Erwartungen sollen wir an die biotechnologische Nutzung haben?

Der VBIO-Dachverband bittet um Anmeldungen.

Quelle: VBIO

Forschende haben einen Mechanismus gefunden, mit dem Arabidopsis-Pflanzen ihre empfindlichen Stammzellen im Bildungsgewebe der Wurzelspitze vor Salzstress schützen. Versalzene Böden werden unfruchtbar und Pflanzen wachsen dort schlechter oder gar nicht mehr, was als eine der größten Bedrohungen für die Ernährung der Weltbevölkerung gilt. Das chinesisch-deutsch-spanische Forschungsteam, darunter Prof. Dr. Jörg Kudla und seine Mitarbeitenden von der Westfälischen Wilhelms-Universität (WWU) Münster, stellt nun in der Fachzeitschrift EMBO Journal vor, wie das Meristem dafür sorgt, dass die Wurzel ständig neue Zellen bildet und somit wachsen kann: Es ist besonders empfindlich; seine Zellen haben im Gegensatz zu fertig ausgebildeten Pflanzenzellen keine Vakuole im Inneren, in die Schadstoffe entsorgt werden könnten. Dass die Pflanzen zusätzlich speziell ihre Wurzelstammzellen schützen, war bislang unbekannt. „Der von uns entdeckte Signalweg, der Komponenten bekannter Salzstress-Signalwege mit Signalproteinen zur Steuerung der Wurzelentwicklung vereint, dient einer zusätzlichen, spezifischen Entgiftung der Pflanze“, unterstreicht Kudla.

Quelle: WWU

Ein grundlegender molekularer Mechanismus kontrolliert zusammen mit der Umverteilung von Zuckern innerhalb der Pflanzen die Ausbildung neuer Seitenwurzeln. Er beruht auf der Aktivität eines bestimmten Faktors, dem Protein Target of Rapamycin (TOR), wie ein internationales Team von Forschenden heute im EMBO Journal schildert. Denn bislang war unklar, wie die Pflanze erkennt, dass Ressourcen in Form von Zucker für die Ausbildung von seitlichen Wurzeln überhaupt zur Verfügung stehen. „TOR nimmt eine Art Pförtnerrolle ein; wenn die Pflanze über das Hormon Auxin das für die Wurzelbildung verantwortliche genetische Wachstumsprogramm aktiviert, überprüft TOR, ob auch genügend Zucker-Ressourcen für diesen Prozess zur Verfügung stehen,“ erklärt der Leiter der Forschungsarbeiten, Prof. Dr. Alexis Maizel vom Centre for Organismal Studies der Universität Heidelberg. Dazu kontrolliert TOR die Translation bestimmter Auxin-abhängiger Gene und blockiert deren Expression, wenn nicht genügend Zucker-Ressourcen zur Verfügung stehen. Die Ergebnisse könnten dazu beitragen, Pflanzenwachstum und damit Ernteerträge zu verbessern.

Quelle: Uni Heidelberg

Der Botanische Garten Berlin rückt anlässlich des am  22. Mai 1992 verabschiedeten UN-Übereinkommens über die biologische Vielfalt das dramatische Schwinden von Arten in den Fokus und setzt sich für den Erhalt der globalen Biodiversität ein. „Biodiversität und Artenschutz gehen uns alle an. Denn ausgestorbene oder bedrohte Arten sind nicht beliebig ersetz- oder reparierbar. Daher ist es wichtig, dass wir jetzt ins Tun kommen“, mahnt Thomas Borsch, Direktor des Botanischen Gartens Berlin. „Doch dafür braucht es dringend mehr Wissen, auch in der Breite unserer Gesellschaft. Sozusagen eine biologische Alphabetisierung. Denn gerade in Bezug auf den Erhalt der Pflanzenvielfalt vor der eigenen Haustür sind hier aktuell viele falsche Informationen im Umlauf. Das Verstreuen von Samen aus beliebigen, bunten Tütchen hilft bei der Erhaltung bedrohter Arten nicht weiter. Ganz im Gegenteil. Damit kann sogar großer Schaden angerichtet werden“, führt Borsch weiter aus. Der Botanische Garten führt aus, warum eine Art zu erhalten, viel komplexer ist, als es oft vermittelt wird, und Borsch mahnt: „Wir beobachten zunehmend, dass Pflanzenarten in Lebensgemeinschaften eingebracht werden, in die sie eigentlich nicht gehören."

Quelle: Botanischer Garten Berlin beim idw

Wie ein internationales Forschungsteam zeigt, können Centromere auch innerhalb einer einzigen Art erstaunlich unterschiedlich sein und erweitern damit unser Verständnis vom sog. „Centromer-Paradox” (beobachtete Vielfalt der Centromere in Größe und Struktur, die sich trotz derselben Funktion in den verschiedenen Pflanzen und Tieren entwickelt hat). Dazu analysierte das Team etliche Pflanzen der Art Arabidopsis thaliana sowie Material der Schwesterart Arabidopsis lyrata. In der Fachzeitschrift Nature schildern sie außerdem, welche molekularen Mechanismen für die schnelle Evolution der Centromere verantwortlich sind und welche Rolle sie bei der Entstehung neuer Arten spiele könnten. Demnach erzeugt eine Art Tauziehen zwischen „egoistischem“ Gen und zellulärem Aufräummechanismus die beobachtete genetische Vielfalt. An der Studie waren die Universität Cambridge, das Max-Planck-Institut für Biologie Tübingen und die Universität Sussex beteiligt.

Quelle: MPI für Biologie

Unter bestimmten Umständen entwickelt sich die seltene Tropenpflanze Triphyophyllum peltatum zum Fleischfresser. Das Haken- oder Dreifaltigblatt ist die einzig bekannte Pflanze weltweit, die sich manchmal zum Fleischfresser entwickeln kann: nämlich wenn ein Mangel an Phosphor vorliegt. Die Forschenden hatten die die Pflanzen verschiedenen Stressfaktoren ausgesetzt, darunter Mangel an verschiedenen Nährstoffen. Nur ein Phosphor-Mangel ließ sie zum Fleischfresser werden. Dann hält die Pflanzen, die nur sehr schwer in Kultur zu halten ist, kleine Insekten mit Klebfallen in Form von Sekrettropfen fest und verdaut sie mit speziellen Enzymen. Über ihre Ergebnisse berichten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Leibniz Universität Hannover (LUH) und der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) in der Fachzeitschrift New Phytologist.

Quelle: LUH

Ein internationales Team von Forschenden stellt eine vielversprechende Strategie zur Entschlüsselung von Stoffwechselwegen zur Bildung von Pflanzeninhaltsstoffe mit medizinischer Bedeutung vor. Das Forschungsteam untersuchte die Biosynthese von zwei Alkaloiden aus der Pflanze Catharanthus roseus, die in der Medizin als Krebstherapeutika eingesetzt werden. Mithilfe von Einzelzell-Analysen konnten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler neue, für die Biosynthese wichtige Gene entdecken und zeigen, dass die Zwischenprodukte des Stoffwechselwegs in spezifischen Zelltypen angereichert werden. Ihre Ergebnisse haben die Forschenden der University of Georgia, USA, und des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie in Jena im Fachjournal Nature Chemical Biology Open Access veröffentlicht.

Quelle: MPI für chemische Ökologie

• Klimakrise und Biodiversitätskrise dürfen nicht isoliert betrachtet werden
• Invasive Arten richten so viel Schaden an wie Naturkatastrophen
• Arktische Eisalgen stark mit Mikroplastik belastet
• Kieselalgen bieten Lebensraum für viele Bakterien

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Eine der größten Herausforderungen der modernen Pflanzenforschung ist es, die Unterschiede in der Erbinformation zu finden, die für die Variation der Merkmale wie etwa Resistenzen, Pflanzenhöhe und Ertrag verantwortlich sind. Ein Forschungsteam entwickelte nun ein Verfahren, um diese speziellen Unterschiede in der Erbinformation zu identifizieren. Am Beispiel von Mais demonstrieren sie das große Potenzial der Methode, das mit Hilfe von Hybridpflanzen die direkten Auswirkungen der DNA-Sequenzvariation auf die Transkriptionsfaktorbindung misst. Ihre Analysemethode erlaubt es genau zu messen, ob Transkriptionsfaktoren mehr an das mütterliche oder das väterliche Erbgut binden. Das Team präsentiert Regionen im Maisgenom, die bei der Züchtung zur Ertragsteigerung und der Schädlingsresistenz helfen können. Die Studie des Teams um Dr. Thomas Hartwig, Leiter der Arbeitsgruppe Crop Yield am Instisit für Molekulare Physiologie der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) und am Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung (MPIPZ) in Köln, an dem auch Forschende des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) in Gatersleben sowie der University of Nebraska-Lincoln und der Iowa State University in den USA beteiligt war, ist nun im Fachjournal Genome Biology erschienen.

Quelle: HHU

• Cadmium in Kakaobohnen kartiert
• Weltweite Sojabohnen-Ernte: Genom des aggressiven Schadpilzes entschlüsselt
• Auch Zufall kann in der Evolution sehr wichtig sein
• Pathogendiagnostik via Web-Anwendung

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• Wie sich Pflanzen an Stickstoffmangel anpassen
• 85 Prozent weniger CO₂-Ausstoß durch die alternative Nutzung auf Hochmoor-Grünland möglich
• Tomaten mit erhöhtem Betacyaningehalt gegen entzündliche Erkrankungen
• 80 Millionen Jahre alter Regenwald

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• An der „Auferstehung“ sind viele Gene beteiligt
• Forschende stellen bisherige Funktionsweise der Photosynthese infrage
• Neuer Signalweg in Arabidopsis thaliana bei niedrigem Sauerstoffgehalt entdeckt
• HvSWEET11b spielt eine zentrale Rolle bei der Kornentwicklung von Gerste

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• Forschende verwandeln Algen in funktionale Perowskite mit gewünschten Eigenschaften
• Trotz des Einsatzes von KI: Welche Arten aussterben, ist nicht vorhersagbar
• Globale Klimadaten erklären lokale Pflanzen-Zusammensetzung nur unzureichend
• Mit TurboID neue meiotische Proteine in Arabidopsis thaliana entdeckt

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Die letzten Urwälder sind in vielen Teilen der Welt bedroht - so auch in Europa. In den meisten Ländern Europas finden sich nur wenige Urwälder, die zudem in der Regel klein und isoliert sind. Ein internationales Forschungsteam mit Beteiligung der Humblodt-Universität zu Berlin warnt nun in einem Kommentar in der Fachzeitschrift Science, dass der Verlust der letzten Urwälder Europas ungebremst voranschreitet, obwohl die EU Biodiversitätsstrategie 2020 ihren Schutz vorschreibt. Dem Forschungsteam zufolge mangelt es insbesondere an Wissen, wo sich die letzten Urwaldreste Europas befinden und fordert eine systematische Kartierung von naturnahen Wäldern in Europa.

Quelle: Humboldt-Universität zu Berlin

Trotz des weit verbreiteten Einsatzes von pilzabtötenden Pflanzenschutzmitteln (Fungiziden) gehen in der Landwirtschaft weltweit jedes Jahr zwischen 10 und 23 Prozent der Ernten durch Pilzbefall verloren. Weitere 10 bis 20 Prozent Verlust fallen nach der Ernte an. Die Situation wird sich zukünftig noch verschärfen, prognostizieren Forscherinnen aus Kiel und dem britischen Exeter in einem Kommentar in der Fachzeitschrift Nature. Es sei zu erwarten, dass sich durch die globale Erwärmung Pilzinfektionen stetig in Richtung der Pole ausbreiten. Dadurch werde es in mehr Ländern zu einer höheren Prävalenz von Pilzinfektionen kommen, die die Ernten schädigen. Mit ihrem Kommentar in Nature möchten die Professorin Eva Stukenbrock und ihre englische Kollegin Professorin Sarah Gurr Politik und Öffentlichkeit auf die Probleme der Nutzpflanzen und Pilzkrankheiten aufmerksam machen, um eine große Bedrohung für die weltweite Ernährungssicherheit abzuwenden.

Quelle: Uni Kiel

Mit dem Ziel, die Konsequenzen des menschengemachten Klimawandels für mediterrane Ökosysteme vorherzusagen, haben Geowissenschaftler*innen der Universität Heidelberg natürliche Klima- und Vegetationsschwankungen der vergangenen 500.000 Jahre untersucht. Dazu analysierten sie fossile Pollen, die in einem Sedimentkern aus Griechenland erhalten geblieben sind. Ihre im Fachmagazin Nature Communications veröffentlichten Untersuchungen legen nahe, dass bei anhaltender Trockenheit – wie sie aktuelle Klimamodellierungen vorhersagen – in der nahen Zukunft mit einer Versteppung der Wälder im Mittelmeerraum zu rechnen ist.

Quelle: Uni Heidelberg

Der „Campus Preis: Forschen für nachhaltige Zukunft“ zeichnet dieses Jahr die Dissertation der Biologin Esther Thomsen aus, die am Leibniz-Zentrum für Marine Tropenforschung (ZMT) die Folgen von Aquakulturen auf Seegraswiesen untersucht hat. Erstmals hat Thomsen einen Schwellenwert für Stickstoff im Wasser berechnet, ab dem die Gefährdung der Seegräser einsetzt. Denn Seegraswiesen erfüllen mehrere wichtige ökologische Funktionen. Der von Thomsen ermittelte Indikator kann in Zukunft genutzt werden, um dem Verlust dieser wichtigen Ökosysteme vorzubeugen, bevor die Schädigung irreversibel ist. Die Methode ist nicht nur in Hainan anwendbar, sondern auch auf andere Regionen übertragbar. Die Daten für Thomsens Arbeit wurden über einen Zeitraum von neun Jahren auf der Insel Hainan in China gesammelt. Nur durch die langjährige und enge Zusammenarbeit von Wissenschaftler*innen sei es überhaupt möglich gewesen, einen solchen Schwellenwert zu ermitteln, erklärt die Forscherin und plädiert für mehr Langzeitstudien wie ihre. Die Jury des CAMPUS PREISES hat überzeugt, dass mit dieser Arbeit ein konkretes Ergebnis – ein Schwellenwert als Indikator für Überdüngung - kombiniert mit praktischen Konsequenzen erzielt wurde. Das ist beispielhaft für nachhaltige Forschung, wie sie der Preis anerkennen möchte, der mit 3.000 Euro dotiert ist und jährlich von der KELLNER & STOLL-STIFTUNG FÜR KLIMA UND UMWELT, dem Leibniz-Zentrum für Marine Tropenforschung (ZMT), der Universität Bremen und dem Verein Alumni der Universität Bremen ausgelobt wird.

Quelle: ZMT

Ein neues Start-up entwickelt Algenfarmen, in denen die Makroalge Sargassum gezüchtet werden soll. Diese Algen binden große Mengen an CO₂ und dienen gleichzeitig der klimaschonendeden Herstellung neuer Grundstoffe für die Chemische Industrie, wie etwa Bio-Naphtha. Die in Las Palmas auf den Kanarischen Inseln ansässige Firma MACROCARBON SL ist eine Ausgründung aus dem Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) und Carbonwave.

Quelle: AWI

Eine globale Studie zeigt mit zuvor unerreichter Differenziertheit, in welchem Ausmaß sich nicht-einheimische Pflanzen in den letzten 5.000 Jahren auf Meeresinseln ausgebreitet haben. Forscher*innen an der Universität Bayreuth sowie an Universitäten und Forschungsinstituten in Großbritannien, Norwegen, Österreich, Spanien, Australien und Neuseeland haben einen Datensatz zusammengetragen, der sich auf die Vegetation von 29 Inseln bezieht. Grundlage hierfür waren Analysen fossiler Pollen sowie der aktuelle Forschungsstand zur Einordnung der Pflanzen als einheimisch oder nicht-einheimisch. Damit gelang es in der im März im Fachjournal Ecology Letters publizierten Studie erstmals Veränderungen in der Vegetationsdynamik nicht-heimischer Pflanzenarten in den letzten 5.000 Jahren zu quantifizieren.

Quelle: Uni Bayreuth

Die unter dem arktischen Meereis wachsende Alge Melosira arctica enthält zehnmal so viele Mikroplastikpartikel wie das umgebende Meerwasser. Diese Konzentration an der Basis des Nahrungsnetzes stellt eine Gefahr dar für Lebewesen, die sich an der Meeresoberfläche von den Algen ernähren. Klumpen abgestorbener Algen befördern das Plastik mit seinen Schadstoffen zudem besonders schnell in die Tiefsee – und können so die hohen Mikroplastikkonzentrationen im dortigen Sediment erklären. Das berichten Forschende unter Leitung des Alfred-Wegener-Instituts jetzt in der Fachzeitschrift Environmental Science and Technology. Unsere Sektion Phykologie hatte die Eisalge Melosira zur Alge des Jahres 2016 gewählt.

Quelle: AWI

Der Klimawandel hat einen beispiellosen Artenschwund ausgelöst, der immer weiter voranschreitet. Dabei werden Klimakrise und Biodiversitätskrise häufig wie zwei getrennte Katastrophen behandelt. Ein internationales Forschungsteam um Hans-Otto Pörtner vom Alfred-Wegener-Institut (AWI) mit Beteiligung des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) fordert nun ein Umdenken. In ihrer jetzt im Fachmagazin Science veröffentlichten Übersichtsstudie (inkl. Grafik der Zusammenhänge) empfehlen sie neben der Einhaltung des 1,5-Grad-Ziels den Schutz und die Renaturierung von mindestens 30 Prozent der Land-, Süßwasser- und Ozeanflächen, ein Netzwerk von miteinander verbundenen Schutzgebieten sowie eine verstärkte fachübergreifende Zusammenarbeit der oft zu isoliert agierenden politischen Institutionen.

Quelle: AWI

Die Finalisten im Wettbewerb um das "Jahrhundertprojekt" der Werner Siemens-Stiftung (WSS) stehen fest: Eines der sechs ausgewählten Projekte will die Nahrungsmittelproduktion revolutionieren und erhält dazu einen WSS-Forschungspreis in Höhe von einer Million Schweizer Franken. Es will die Ernährung sichern ohne natürliche Ressourcen wie Wasser oder Böden zu übernutzen und Ökosysteme zu zerstören. Wie das geht, erforscht ein Forschungsteam um Senthold Asseng vom Hans-Eisenmann-Forum für Agrarwissenschaften der Technischen Universität München und will so die Nahrungsmittelproduktion in einer umfassend kontrollierten Umgebung etablieren, eine radikale Weiterentwicklung des heute zum Teil bereits praktizierten Vertical Farmings. Für ein solches neuartiges System werden speziell an das System angepasste Nutzpflanzen gezüchtet werden.

Quelle: TU München

Flora Incognita, Deutschlands beliebteste Pflanzenbestimmungs-App, hat neue Künstliche Intelligenz erhalten: die Anzahl der bestimmbaren Pflanzenarten hat sich mit den neuen Machine-Learning-Trainingsmethoden verdreifacht. Weltweit können nun rund 16.000 Arten bestimmt werden. Zudem funktioniert die App, die jetzt in 20 Sprachen verfügbar ist, auch im Offline-Modus. In ihrem digitalen Bildungsangebot gibt es viele neue Informationen, etwa verbesserte Verbreitungskarten vieler Arten, meldet die neben dem Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena an der Entsicklung der App beteiligte Technische Universität Ilmenau.

Quelle: TU Illmenau

Einzellige Algen und Bakterien im Meer leben in einer komplexen Wechselbeziehung, über die bislang wenig bekannt ist. Eine Studie im Fachmagazin Journal of Phycology zeigt, dass die Oberfläche von Kieselalgen einen erstaunlich vielfältigen Lebensraum für Bakterien darstellt. Ein Team der Universität Oldenburg hat die Vorlieben verschiedener Bakterien mit fluoreszierenden Farbstoffen nun erstmals sichtbar gemacht. Sie verwendeten Lektine, um die unterschiedlichen Bereiche zu markieren, anzufärben und mit einem speziellen Mikroskop wie in einem dreidimensionalen Bild sichtbar zu machen. Wie sie herausfanden, sind unterschiedliche Bakterienarten jeweils darauf spezialisiert, die verschiedenen Bereiche der Kieselalgenoberfläche zu besiedeln. Die entdeckten Bakterien gehörten insbesondere zur Roseobacter-Gruppe und zu den Flavobakterien. Da Kieselalgen große Mengen Kohlenstoff binden und die Basis der Nahrungsnetze im Meer bilden, hat ihr Verhältnis zu Bakterien eine fundamentale Bedeutung für das Klima und die Ökologie der Meere.

Quelle: Uni Oldenburg

Ein internationales Forschungsteam aus Geolog*innen und Paläontolog*innen, mit Senckenberg-Wissenschaftler Dr. Thomas Lehmann, hat mit einem Multi-Methoden-Ansatz die Umwelt von frühen Menschenartigen vor etwa 20 Millionen Jahren, zur Zeit des frühen Miozäns, in Kenia und Uganda untersucht. In ihrer heute im Fachjournal Science erschienenen Studie kommen die Forschenden zu dem Schluss, dass es schon vor etwa 20 Millionen Jahren ausgedehnte Graslandschaften in Afrika gab – 10 Millionen Jahre früher als bislang angenommen. Die Untersuchung des vergangenen Lebensraums ist für die Interpretation der Evolution zahlreicher Säugetierarten, einschließlich der Hominine, entscheidend.

Quelle: Senckenberg

Das Unkraut Ackerfuchsschwanz verursacht aufgrund von Herbizidresistenzen immense wirtschaftliche Schäden in ganz Europa. Ein Team unter Leitung von Forschenden um Detlef Weigel vom Max-Planck-Institut für Biologie Tübingen und um Karl Schmid von der Universität Hohenheim hat nun herausgefunden, dass diese Resistenz beim Gras Ackerfuchsschwanz hauptsächlich auf genetische Varianten zurückzuführen ist, die schon vor der Verwendung von Herbiziden auf den Feldern existierten. Die Forschungsergebnisse sind jetzt in den Fachzeitschriften PNAS und Plant Biotechnology Journal erschienen. In Hinblick auf die unmittelbaren praktischen Konsequenzen ihrer Ergebnisse merken die Autor*innen an, Unkrautkontrolle dürfe sich nicht allein auf Herbizide stützen, sondern müsse auch „mechanische Bekämpfung und Fruchtwechsel beinhalten, um das Unkrautvorkommen auf dauerhaft niedrigem Niveau zu halten.“

Quelle: MPI für Biologie

Frankreich erlebte 2016 den extremsten Rückgang der Weizenerträge in der jüngeren Geschichte: In einigen Regionen gingen die Erträge um 55 Prozent zurück. Um die Ursachen zu ermitteln, haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler den größten zusammenhängenden, detaillierten Datensatz zu Weizenfeldversuchen mit statistischen Verfahren und Erntemodellen, Klimainformationen und Ertragsphysiologie kombiniert. Die Ergebnisse zeigen, dass die Ertragseinbußen durch das Zusammentreffen verschiedener Klimaeffekte verursacht wurden. Die Autorinnen und Autoren der Studie gehen davon aus, dass solche Effekte zukünftig öfter auftreten könnten als bisher, und die Häufigkeit extrem niedriger Weizenerträge ansteigen wird. Prof. Frank Ewert, der Wissenschaftliche Direktor des Leibniz-Zentrums für Agrarlandschaftsforschung (ZALF), und ZALF-Wissenschaftlerin Prof. Heidi Webber waren an der Studie beteiligt, die Ende März im Fachjournal Golbal Change Biology veröffentlicht wurde.

Quelle: ZALF

Tier- und Pflanzenarten, die auf Ackerlebensräume spezialisiert sind, zählen zu den am stärksten gefährdeten Arten. Das gilt inbesondere für Ackerwildkräuter. Ihr Erhalt wird daher vom Bund und von der EU gefördert. Im Rahmen der Förderprogramme bewirtschaften Landwirtinnen und Landwirte ihre Äcker ohne Dünger und Pestizide. Für Ertragseinbußen und den Zeitaufwand erhalten sie Ausgleichszahlungen. Ein Forschungsteam der Universität Göttingen hat die ökologische Wirksamkeit der Förderprogramme und die Motivation der Teilnehmenden untersucht und die Ergebnisse in zwei Artikeln im Heft Natur und Landschaft des Bundesamtes für Naturschutz (BfN) veröffentlicht (siehe Pape et al. sowie Zembold et al.).

Quelle: Uni Göttingen

Welche natürlichen chemischen Strategien Bakterien nutzen, um Konkurrenten fernzuhalten und sich erfolgreich auf Pflanzen zu vermehren, haben Forschende haben in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forschungsteam identifiziert. Die Studie des Max-Planck-Instituts für Pflanzenzüchtungsforschung in Köln und des Teams wurde jetzt in der Zeitschrift PNAS veröffentlicht. Die Arbeit unterstreicht die Bedeutung der chemischen Abwehr zwischen Bakterien für eine erfolgreiche Besiedlung des Wirts. Diese Ergebnisse haben Auswirkungen auf die Entwicklung von Biologika in der Landwirtschaft, da sie eine Vorhersage der unter vereinfachten Laborumgebung beobachteten hemmenden Aktivitäten, auf die Anwendung im Feld erlauben.

Quelle: MPI für Züchtungsforschung

Forschende aus Brasilien, den USA, Frankreich, Großbritannien, der Schweiz und Deutschland haben das Genom des Asiatischen Sojabohnenrostes (Phakopsora pachyrhizi) in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht und so einen Meilenstein zum Schutz der weltweiten Sojabohnenernte erreicht. Das Genom des Pilzes, das mit einer Größe von 1,25Gb zu den größten bislang sequenzierten Pilzgenomen zählt, ermöglicht es nun die Mechanismen zu analysieren, die den Krankheitsverlauf begünstigen oder auch aufhalten. Die enorme Anpassungsfähigkeit des Pilzes führt nämlich dazu, dass er Resistenzeigenschaften neuer Sojabohnen-Sorten und die Wirkung von Pflanzenschutzmitteln immer wieder schnell überwindet, was vermutlich in der Komplexität und Flexibilität des nun vollkommen zugänglich gemachten Genoms liegt. Beteiligt an der Studie waren auch die Professoren Ulrich Schaffrath und Uwe Conrath von der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule (RWTH) Aachen sowie die konkurrierenden Unternehmen Bayer und Syngenta, die gemeinsam an dem dicken Strang gezogen hatten.

Quelle: RWTH

Forscher*innen des Max-Planck-Instituts für terrestrische Mikrobiologie in Marburg und der Technischen Universität Berlin rekonstruierten längst ausgestorbene Proteine eines UV-Schutzsystems von photosynthesetreibenden Cyanobakterien. Das überraschende Ergebnis: die Proteine passten bereits perfekt zueinander, als sie zufällig aufeinandertrafen, wie sie im Fachjournal Nature Ecology and Evolution berichten. Diese Entdeckung erweitert die bisherige Kenntnis zu den Spielregeln der Evolution.

Quelle: TU Berlin

Das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) hat den Entwurf einer Nationalen Strategie für die Erhaltung und Förderung der genetischen Ressourcen für Land-, Fortwirtschaft, Fischerei und Ernährung zur Kommentierung vorgelegt. Der Verband Biologie, Biowissenschaften und Biomedizin in Deutschland (VBIO) hat dem BMEL nun eine detaillierte Stellungnahme zugeleitet. Der Verband begrüßt den Vorstoß des Ministeriums und regt an, diesen an einigen Stellen besser zu beschreiben und Zielkonflikte zu benennen. Er kritisiert, dass die Strategie weder die Frage der zu erwartenden Umsetzungskosten noch die der Finanzierung adressiert. Auch die Ziele sind sehr allgemein gehalten, was die zukünftige Überprüfung der Zielerreichung erschweren wird. Auch Kriterien bzw. Indikatoren werden nicht benannt. Der Verband empfiehlt zur Verstetigung der Strategie: 

• langfristig angelegte Bildungskampagnen
• die Entwicklung geeigneter Indikatoren und eines langfristigen Monitorings
• und Reibungs- und Qualitätsverluste an den Schnittstellen der Akteure zu minimieren.

Quelle: VBIO

• Mechanismus der Ertragsbildung bei Gerste
• Ölpalmen: Mehr Gewinn trotz weniger Dünger und Herbiziden
• Doppelrolle der Lichtrezeptoren bei der Samenkeimung
• Wie sich invasive Pflanzenarten in Deutschland ausbreiten 

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• Bitterstoffe verderben Eichenwickler-Raupen den Appetit
• Können Salzwiesen dem Klimawandel standhalten?
• Blaualgenblüten mögen es auch kalt – und nicht nur warm

Alle Nachrichten dieser Woche

Verbundwerkstoffe sorgen etwa in Flugzeugteilen, Freizeitgeräten und Haushaltsgegenständen für Stabilität. Die meisten dieser Werkstoffe haben jedoch einen schlechten CO₂-Fußabdruck und sind nicht natürlich abbaubar. Eine nachhaltigere Alternative hat ein Team der Universität Stuttgart entwickelt – einen vollständig biobasierten Verbundwerkstoff aus Flachsfasern und dem Biopolymer Chitosan, über die sie im Fachjournal Composites Science and Technology berichten. Dieser Werkstoff besteht aus Flachsfasern als verstärkendes Element und dem Biopolymer Chitosan, welches aus Chitin gewonnen wird und die Flachsfasern zusammenhält. Der Chitosan-Flachs-Verbundwerkstoff ist nicht nur natürlich abbaubar und besteht aus ausschließlich CO2-neutralen Rohstoffen, sondern hat zudem, bezogen auf die Dichte, eine höhere Steifigkeit und somit ein größeres Leichtbaupotenzial, verglichen mit Verbundwerkstoffen mit Epoxidharz.

Quelle: Uni Stuttgart

Durch den Klimawandel treiben viele Laubbäume früher aus. Das Risiko von Spätfrösten im Frühjahr jedoch bleibt hoch und extreme Trockenphasen werden häufiger. Baumarten, die sich rasch von Frostschäden erholen, könnten in Zukunft im Vorteil sein, zeigt eine im Fachmagazin Functional Ecology veröffentlichte Untersuchung der Eidg. Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL). Darin wurden in einem Freiluftexperiment eingetopfte zweijährige Bäumchen von vier heimischen Arten untersucht: Vogelkirsche, Stieleiche, Hainbuche und Rotbuche.

Quelle: WSL

Betalaine wirken im Menschen als Antioxidantien, die eine Reihe von degenerativen und chronischen Erkrankungen wie Bluthochdruck, Kolitis oder Arteriosklerose bremsen können. Aber sie kommen nur in wenigen Pflanzen wie der Roten Beete vor. Kocht man das Gemüse, gehen diese wertvollen Inhaltsstoffe weitgehend verloren. Mit einem molecular farming-Ansatz wurden nun Tomaten mit dem Biosyntheseweg von Betacyanin ausgestattet, berichtet das Portal Pflanzenforschung über eine Studie aus Japan, die im Fachjournal Biotechnology & Bioengineering erschienen ist.

Quelle: Pflanzenforschung.de

Manche Pflanzen können Monate ohne Wasser überleben, um dann nach einem kurzen Regenguss wieder zu ergrünen. Eine aktuelle Studie der Universitäten Bonn und Michigan zeigt, dass dafür kein „Wunder-Gen“ verantwortlich ist. Stattdessen ist diese Fähigkeit Folge eines ganzen Netzwerks von Erbanlagen, die fast alle auch in empfindlicheren Arten vorkommen. Die Ergebnisse der Studie des Teams um Prof. Dr. Dorothea Bartels vom Institut für Molekulare Physiologie und Biotechnologie der Pflanzen (IMBIO) sind bereits vorab online in der Zeitschrift The Plant Journal erschienen; die Printausgabe wird demnächst veröffentlicht.

Quelle: Uni Bonn

Der Klimawandel führt zu vermehrtem Auftreten von Wetterextremen, Dürre- und Hitzeperioden sowie intensiven Niederschlägen, Staunässe oder Überschwemmungen. Letzteres löst bei Pflanzen Sauerstoffmangel aus. Ein Forschungsteam unter der Leitung des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) und der Universität Bielefeld hat nun in der Pflanze Arabidopsis thaliana einen neuen Signalweg entdeckt. Dieser verbindet bei Sauerstoffmangel ein Stresssignal mit der Initiierung einer transkriptionellen Anpassungsreaktion, wie sie im Journal PNAS berichten.

Quelle: IPK (pdf)

Obwohl es in jedem Pflanzengenom sogenannte Sugars Will Eventually be Exported Transporters (SWEETs) gibt, fehlt bislang noch ein umfassendes Verständnis ihrer Funktionsweise. Im Fachjournal The Plant Cell schildert nun ein internationales Forschungsteam, welche Rolle SWEETs bei der Entwicklung des Gerstenkorns spielen und ist der Frage nachgegangen, welche Substrate von den SWEET-Proteinen im Samen transportiert werden. Wie das Team unter der Leitung des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) zeigt, erleichtert die Expression von HvSWEET11b in Eizellen des Afrikanischen Krallenfrosches (Xenopus laevis) nicht nur den bidirektionalen Transfer von Saccharose und Glucose, sondern auch des Pflanzenhormons Cytokinin.

Quelle: IPK (pdf)

Das globale Klima beeinflusst das regionale Pflanzenwachstum – allerdings nicht in allen Lebensräumen gleichermaßen. Das haben Geobotaniker*innen der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) in einer Analyse von über 300.000 europäischen Vegetationsbeobachtungen herausgefunden. Ihr Fazit: Die Effekte des Klimawandels auf die Vegetation der Erde lassen sich nicht generell vorhersagen, sondern sind in hohem Maße von den untersuchten Habitaten und den lokalen Bedingungen abhängig. Die Erkenntnisse haben sie in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht.

Quelle: MLU

Genetische Variation in der Züchtung beruht auf Rekombinationsereignissen während der Meiose. Während der Prophase I sind die Chromosomen entlang der Chromosomenachsen angeordnet. Diese Anordnung ist für die meiotische Rekombination und die genetische Vielfalt der Keimzellen entscheidend. Ein Forschungsteam unter der Leitung des IPK Leibniz-Instituts hat nun erstmals einen TurboID (TbID)-basierenden Ansatz in Arabidopsis thaliana zur Identifizierung von Proteinen genutzt, die sich in räumlicher Nähe der meiotischen Chromosomenachsen finden. Dabei wurden nicht nur bereits bekannte, sondern auch neue meiotische Proteine entdeckt. Die Ergebnisse hat das Team im Journal Nature Plants veröffentlicht.

Quelle: IPK