Wochenchronik: Pflanzenforschung und Botanik #19 (2020)

Die COVID-19-Pandemie kann ohne mathematisch-naturwissenschaftlichen Sachverstand nicht überwunden werden. Dies betonen fünf große mathematisch-naturwissenschaftliche Fachgesellschaften in Deutschland in einem Positionspapier. Die Fachgesellschaften vertreten die Fächer Biologie, Chemie, Physik, Mathematik und Geowissenschaften. Die fünf Gesellschaften weisen auf die Beiträge hin, die von den Naturwissenschaften gerade in der aktuellen Krise geleistet werden. Ob es um technische Einrichtungen wie Intensivbetten oder Beatmungsgeräte geht, um die Voraussage künftiger Fallzahlen, für die mathematische, medizinische und epidemiologische Kenntnisse gleichermaßen wichtig sind, um die Erforschung des Virus, die Entwicklung neuer Tests auf COVID-19 bzw. auf Antikörper gegen das Virus oder um die Herstellung der benötigten Schutz- und Desinfektionsmittel – überall ist naturwissenschaftlicher Sachverstand gefragt. Das gilt insbesondere für die medizinische Versorgung sowie für die Entwicklung eines Impfstoffes oder wirksamer Medikamente, an denen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in aller Welt derzeit mit Hochdruck arbeiten. 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), in dem auch die DBG Mitglied ist, vertreten insgesamt mehr als 130.000 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler. "Die COVID-19-Pandemie ist damit ein eindrückliches Beispiel für die essenzielle Bedeutung der Grundlagenforschung, deren Anwendungsrelevanz weder zeitlich noch inhaltlich vorhersagbar ist“, sagt Professorin Felicitas Pfeifer, Vizepräsidentin des VBIO.

Quelle: VBIO

In welchem Ausmaß Anbau und Handel brasilianischen Sojas das Weltklima belasten, hängt ganz erheblich vom jeweiligen Anbaugebiet ab. Das zeigt eine aktuelle Studie, die die Universität Bonn zusammen mit Partnern aus Spanien, Belgien und Schweden durchgeführt hat. In manchen Regionen fallen demnach beim Export von Soja und Sojaprodukten mehr als 200 Mal so hohe CO2-Emissionen an wie in anderen. Die EU importierte zwischen 2010 und 2015 Soja vor allem von Standorten, in denen für den Anbau große Savannen- und Waldflächen in Ackerland umgewandelt wurde. Die Analyse ist nun in der Zeitschrift Global Environmental Change (DOI: https://doi.org/10.1016/j.gloenvcha.2020.102067) erschienen.

Quelle: Uni Bonn

Welchen Einfluss hatten die beiden Trockenjahre 2018 und 2019 auf das Wachstum der regionalen Wälder? Dieser Frage gingen Forschende der Arbeitsgruppe Landschaftsökologie und Ökosystemdynamik am Institut für Botanik und Landschaftsökologie der Universität Greifswald nach und vermaßen dazu das Dickenwachstum verschiedener typischer Laubbaumarten des Norddeutschen Tieflandes wie Buche, Eiche, Ahorn und Hainbuche. Die Sommer 2018 und 2019 waren extrem warm und trocken, und doch unterscheidet sich das Baumwachstum in beiden Jahren signifikant. 2018 konnten alle Baumarten von den sehr feuchten Winterbedingungen profitieren und zeigten in Norddeutschland trotz Rekordtemperaturen und Trockenheit im Sommer ein überdurchschnittliches Wachstum. Ganz anders 2019. Hier waren schon im Frühjahr die Bodenwasserspeicher leer, Buche und Hainbuche reagierten mit Wachstumseinbrüchen von bis zu 70 Prozent. Bergahorn und Eiche waren zwar nicht so stark betroffen, doch auch hier lag das Wachstum deutlich unter dem Durchschnittswert der vorhergehenden Jahre. Ihre Ergebnisse publizierten sie im Fachjournal Environmental Research Letters (DOI: https://doi.org/10.1088/1748-9326/ab865d).

Quelle: Uni Greifswald

Eine Mischung aus Pflanzenextrakten hilft effektiv gegen Symptome, die durch übermäßigen Alkoholgenuss verursacht werden und sich meist am nächsten Tag als Kater zeigen. Zu diesem Ergebnis kommt eine Studie, die Prof. Dr. Bernhard Lieb und Patrick Schmitt von der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) durchgeführt haben. Demnach wirkt ein Pflanzen-Cocktail aus Früchten, Blättern und Wurzeln von aus Acerola, Kaktusfeige, Ginkgo, Silberweide und Ingwer versehen mit Mineralstoffen und Vitaminen, gut gegen die häufigsten Kater-Beschwerden wie Kopfschmerzen und Übelkeit. Mineralstoffe und Vitamine alleine hatten keinen günstigen Effekt. „Unsere Ergebnisse machen deutlich, dass eine Intervention gegen Kater-Beschwerden auch eine klinische Signifikanz hat“, sagt Patrick Schmitt. An der Untersuchung nahmen 214 Probanden im Alter zwischen 18 und 65 Jahren teil. Die studie erschien im Fachmagazin BMJ Nutrition, Prevention & Health (DOI: http://dx.doi.org/10.1136/bmjnph-2019-000042).

Quelle: JGU

Phytochrom-Moleküle vermitteln Pflanzen eine Art von Sehvermögen, mit dem sie die Biochemie von Zellen und ihre Entwicklung steuern. Unklar war bislang jedoch, wie Phytochrome genau funktionieren: Wie wird das Licht aufgenommen? Was passiert danach im Molekül, wie wird das Lichtsignal weitergegeben? Die Arbeitsgruppe von Prof. Jon Hughes am Institut für Pflanzenphysiologie der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) hat nun gemeinsam mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern in Berlin in der Fachzeitschrift Nature Plants (https://www.nature.com/articles/s41477-020-0638-y) die dreidimensionalen Strukturen von verschiedenen pflanzlichen Phytochrom-Molekülen geschildert. Darin sichtbar ist das Bilin-Pigment, womit das Photon – also Licht – aufgenommen wird, auch die chemischen Verbindungen zwischen dem Bilin und dem Protein sind erkennbar. Ein Teil des Bilin-Pigments dreht, wenn es durch Lichtenergie angeregt wird. Dies ändert die Wechselwirkung mit dem Protein, sodass ein Teil seiner Struktur auseinandergerissen und neu gebildet wird. Diese Änderungen wiederum schalten die Signalweiterleitung ein.

Quelle: JLU

Die Nachwuchsgruppe "Bioenergetik in Photoautotrophen" untersucht, wie sich Cyanobakterien in Wasserstoff-Fabriken verwandeln lassen. Dazu hat Dr. Kirstin Gutekunst mit ihrem Team am Botanischen Institut von Professor Rüdiger Schulz an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) einen Ansatz entwickelt, um bei der Photosynthese in Cyanobakterien entstehende Elektronen umzuleiten und den Stoffwechsel der lebendigen Organismen primär zur Herstellung von Wasserstoff anzuregen. Im Fachjopurnal Nature Energy (https://www.nature.com/articles/s41560-020-0609-6) beschreiben die Forschenden, wie sich dieser Mechanismus möglicherweise in Zukunft für biotechnologische Anwendungen nutzen lässt: Sie konnten eine Hydrogenase der lebendigen Cyanobakterien so an die Photosynthese koppeln, dass das Bakterium über lange Zeiträume solaren Wasserstoff produziert und nicht wieder verbraucht.

Quelle: CAU

Am 1. Mai begann offiziell die Förderung des KIWI-biolabs an der TU Berlin, eins von drei internationalen KI-Zukunftslaboren, die das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) für die kommenden drei Jahre mit je fünf Millionen Euro fördert. KIWI-biolab wird Technologien der Künstlichen Intelligenz mit der Biotechnologie verknüpfen und dazu eng mit internationalen Wissenschaftler*innen kooperieren. Ziel ist es, Daten zu Mikroorganismen zu analysieren und Computer in die Lage zu versetzen, Laborexperimente selbstständig zu planen und zu optimieren. Schwerpunkte liegen auf der Entwicklung neuer Medikamente und der Produktion nachhaltiger Kunst- und Rohstoffe.

Quelle: TU Berlin

Die Corona-Pandemie stellt viele Studierende vor finanzielle Herausforderungen. Zwei Drittel der Studierenden arbeiten neben dem Studium. Viele von ihnen haben ihre Jobs infolge der aktuellen Corona-Pandemie verloren. Das stellt viele vor finanzielle Engpässe. Für solche Fälle stellt das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) eine Überbrückungshilfe bereit, berichtet der Verband Biologie, Biowissenschaften und Biomedizin in Deutschland e.V. (VBIO).

Quelle: VBIO