Angesichts der Klimakrise, des Verlusts der Biodiversität und des weltweiten Bevölkerungswachstums wird die Frage nach einer nachhaltigen Landnutzung immer drängender. Land ist eine begrenzt verfügbare Ressource: Es muss die Ernährung sicherstellen, aber auch Wohnraum für Menschen sowie Rückzugsgebiete für Tiere und Pflanzen bieten. Im April 2024 trafen sich 30 junge Erwachsene mit unterschiedlichen fachlichen Hintergründen in der Nationalen Akademie der Wissenschaften Leopoldina, um Ideen für eine nachhaltige Landwende zu entwickeln. Am Dienstag, 15. Oktober 2024 werden sie die Ergebnisse dieser Zukunftswerkstatt „Landwende: Wie wollen wir Leben?“ in einem Pressegespräch vorstellen.

Wildtiere sind weniger anfällig für Störungen durch den Menschen, wenn sie in Gebieten mit großem menschlichen Fuaßbdruck leben. Das zeigt die Auswertung von Potsdamer Forschenden einer groß angelegten Besenderung von mehr als 1.500 Wildtieren für ein internationales Forschungsprojekt. Tiere, die mit Messgeräten wie GPS-Halsbändern ausgestattet werden, erholten sich von der Markierung schneller, wenn sie in ihrem Lebensraum häufiger auf Menschen oder deren Spuren treffen. Sie sind offenbar bereits an derartige Störungen angepasst. Auffällig war, dass Tiere in den ersten Tagen nach der Besenderung unterschiedlich reagierten, je nachdem, ob sie Pflanzen-, Alles- oder Fleischfresser waren.

Botanischer Garten der HHU im Herbst

Der Sommer 2024 war eher durchwachsen, immer wieder fiel Regen. Dies freut die Pflanzen im Botanischen Garten an der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU): Überall wächst es üppiger als in den Vorjahren. Jetzt im Herbst lohnt sich ein Rundgang durch die Nutzpflanzenabteilung besonders. Der Garten ist in den letzten Septembertagen noch täglich bis 19:00 Uhr geöffnet, ab Oktober bis 18:00 Uhr.

Die Magnetresonanztomographie (MRT) ist eine vielseitige Technik in der Biomedizin. Ihre Anwendung zur Untersuchung des pflanzlichen Stoffwechsels in vivo stellt die Wissenschaft jedoch noch vor Herausforderungen. Ein Forschungsteam unter der Leitung von Dr. L. Borisjuk (IPK Leibniz-Institut) und Prof. P.M. Jakob (Universität Würzburg) hat nun mit dem ‚Chemical Exchange Saturation Transfer‘ (CEST) eine neue Methode für die Pflanzen-MRT entwickelt. Sie ermöglicht einen nicht-invasiven Zugang zum Stoffwechsel von Zuckern und Aminosäuren in komplexen Speicherorganen (Samen, Früchte, Pfahlwurzeln und Knollen) wichtiger Kulturpflanzen (Mais, Gerste, Erbse, Kartoffel, Zuckerrübe und Zuckerrohr).

Wissenschaftler:innen aus ganz Europa ist es im Rahmen des Pilotprojekts des European Reference Genome Atlas (ERGA) gelungen, hochwertige Referenzgenome für 98 Arten zu erstellen. Dies ist ein wichtiger Meilenstein in ihrem Vorhaben, eine Referenzgenom-Datenbank für alle europäischen Tiere, Pflanzen und Pilze zu schaffen. Die ehemalige ERGA-Vorsitzende Dr. Camila Mazzoni vom Leibniz-IZW initiierte das Pilotprojekt im Jahr 2021 als dezentrales Kooperationsprojekt mit dem Input aller Genomforschenden in Europa. Dieses neuartige, integrative Vorgehen zeigt, welche Herausforderungen und welche Chancen mit einem solchen Gemeinschaftsprojekt in der Biodiversitätsgenomik verbunden sind.

Die Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) wird vom 15. bis zum 19. September 2024 zum Hotspot der Pflanzenforschung. Mehr als 600 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Deutschland und der ganzen Welt treffen sich hier zur Botanik-Tagung der Deutschen Botanischen Gesellschaft. Die übergeordnete Frage ist, wie sich Pflanzen auf die Herausforderungen des Klimawandels vorbereiten lassen. Die Vorträge decken das komplette Spektrum der Forschung an Pflanzen ab: von der Bedeutung einzelner Moleküle im pflanzlichen Stoffwechsel bis zur Biodiversität in komplexen Ökosystemen.

Mit neu generierten „optogenetischen“ Tabakpflanzen haben Forschungsteams aus der Pflanzen- und Neurophysiologie der Universität Würzburg untersucht, wie Pflanzen auf Signale aus der Umwelt reagieren.

Das Senckenberg-Grabungsteam hat im hessischen UNESCO Welterbe Grube Messel im Juni und Juli bereits zahlreiche Funde gemacht: Es wurden über 800 Einträge – hauptsächlich Pflanzen, Insekten und Fische – im Grabungsprotokoll registriert. Zu den besonderen Entdeckungen gehören zwei gut erhaltene Schmetterlinge und zwei kleine Vögel, die innerhalb einer Woche entdeckt wurden. Beide Vögel sind gut erhalten, einschließlich ihrer Federstruktur. Die Forscher*innen vermuten, dass es sich bei den meisengroßen Tieren um Baumvögel handelt. Am Sonntag, den 18. August können Besucher*innen des Messeler Grubenfests den Senckenberg-Forschenden live zuschauen und die neuen Vogel-Funde bestaunen.

Evolutionsbiologen der Universitäten Heidelberg, Nottingham und Prag haben anhand der Löffelkräuter untersucht, welchen Einfluss die Duplikation des Genoms auf das Anpassungspotential von Pflanzen hat. Die 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.

Um Schädlinge auf dem Acker zu bekämpfen, kann es helfen, einige Unkräuter zwischen den Feldpflanzen stehen zu lassen. In diese Richtung deutet zumindest eine aktuelle Studie der Universität Bonn. Besonders positive Effekte erzielte dieser Schritt in Kombination mit weiteren Maßnahmen: dem gleichzeitigen Anbau verschiedener Pflanzen und der Anlage von Blühstreifen. Die Ergebnisse sind nun im Journal of Pest Science erschienen.

Eine neue Studie unter Leitung der Hochschule Neubrandenburg und der Universität Oxford zeigt, dass wilde Schimpansen gezielt Pflanzen mit medizinischen Eigenschaften fressen, um sich selbst zu heilen. Das Forscherteam um Dr. Fabien Schultz und Dr. Elodie Freymann beobachtete 51 Schimpansen im Budongo Regenwald und testete 17 Pflanzenarten auf ihre entzündungshemmenden und antibakteriellen Eigenschaften. Die Ergebnisse: 88% der Pflanzen hemmen Bakterien, 33% wirken entzündungshemmend. Aus den Erkenntnissen der Studie können Menschen lernen, neue Medikamente zu entwickeln.

Die neu entwickelte Software BRAKER3 bietet Wissenschaftler*innen weltweit ein leistungsstarkes Instrument für die Genomannotation, d.h. bei der Identifizierung und Kennzeichnung vieler relevanten Merkmale einer genomischen Sequenz. Die Software stellt einen bedeutenden Fortschritt in der bioinformatischen Forschung dar. Sie wurde von Forschenden der Universität Greifswald in Zusammenarbeit mit Kollegen am Georgia Tech Institute of Technology in Atlanta (USA) entwickelt.

Forscher des Max-Planck-Instituts für molekulare Pflanzenphysiologie haben molekulare Mechanismen entdeckt, welche die Samenentwicklung bei blühenden Pflanzen steuern. Die in der renommierten Fachzeitschrift „Nature Plants“ veröffentlichten Forschungsergebnisse 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.

Die Architektur der Blütenstände und die Produktivität der Pflanzen sind bei unseren wichtigsten Getreidearten oft eng miteinander verknüpft. Die genetischen Mechanismen, die die Entwicklung von Getreideblütenständen steuern, sind jedoch noch wenig bekannt. Ein internationales Forscherteam unter Leitung des IPK-Leibniz-Instituts hat nun einen Mechanismus aufgedeckt, durch den Entwicklungssignale, die von den Meristemgrenzen ausgehen, die Ährchenentwicklung regulieren und die Blütenstandsarchitektur bei Gerste sicherstellen. Die Ergebnisse wurden in der renommierten Fachzeitschrift „Current Biology“ veröffentlicht.

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.

In Berlin haben dieses Jahr 355 Beobachter: innen bei der City Nature Challenge 2024 (CNC) teilgenommen. Wissenschaftler: innen als auch Naturinteressierte haben gemeinsam 17.944 Beobachtungen wildlebender Tiere, Pflanzen und Pilze auf die Plattform iNaturalist hochgeladen und dabei 2.304 Arten bestimmt. Das Exkursionsprogramm wurde vom Museum für Naturkunde Berlin initiiert und in Kooperation mit einer Vielzahl an Berliner Forschungseinrichtungen, Naturschutzverbänden und Akteuren der Umweltbildung umgesetzt. Weltweit wurden über 2,4 Millionen Beobachtungen erfasst. Mit diesem hohen Engagement leisten die CNC einen wertvollen Beitrag zum globalen Verständnis von biologischer Vielfalt.

Forschende züchten Tomatenpflanzen, die das vollständige Ebgut beider Elternpflanzen enthalten.

In einer neuen Studie unter der Leitung von Charles Underwood vom Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung (MPIPZ) in Köln 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 wurde jetzt in Nature Genetics veröffentlicht.

Komplexer, als angenommen: im Gewächshaus der Uni Hohenheim schützen sich Monarchfalter-Raupen durch Pflanzen-Gift. Indem sie Gift-Pflanzen geradezu melken

Video zur Pressemitteilung: https://www.instagram.com/p/C6x1u6nLFY5/?next=%2F

Forschende des Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie haben im Meer 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.

Seit einigen Jahren geht der Trend im Kosmetik- und Pflegebereich in Richtung Natürlichkeit, Nachhaltigkeit und Transparenz. Immer mehr Verbraucherinnen und Verbraucher lehnen Kosmetika mit Mineralöl-Derivaten und Silikonölen ab. Daher werden diese vermehrt durch pflanzliche Öle, Fette und Wachse ersetzt. Gemeinsam mit der Kneipp GmbH, einem Hersteller unter anderem von kosmetischen Produkten, erforscht das Fraunhofer-Translationszentrum für Regenerative Therapien TLZ-RT am Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC erstmals systematisch die generelle, protektive und regenerative Wirkung von Pflanzenölen auf die Haut. Hierbei bedienen sie sich eines in vitro kultivierten 3D-Hautmodells.

Landpflanzen bedecken die Oberfläche unseres Planeten, sie sind unter, um und über uns. Sie bilden komplexe Körper mit einer Vielzahl von Organen, die sich wiederum aus einer Vielzahl von Zelltypen zusammensetzen. Die Grundlage dieser morphologischen Komplexität 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.

Lange Zeit ging man davon aus, dass Fleisch in der Ernährung der Jäger und Sammler vor dem Übergang zum Neolithikum eine wichtige Rolle spielte. Da es jedoch nur wenige gut erhaltene menschliche Überreste aus paläolithischen Fundstätten gibt, sind Informationen über die Ernährungsgewohnheiten der Menschen in der Zeit vor der Landwirtschaft rar. Eine neue Studie stellt diese Vorstellung nun in Frage und liefert überzeugende Isotopenbeweise dafür, dass frühe Jäger und Sammler aus Marokko vor 15.000 Jahren eine starke Vorliebe für pflanzliche Nahrung hatten.

Großer Fortschritt an der CRISPR-Front. Wissenschaftlern des Leibniz-Instituts für Pflanzenbiochemie (IPB) ist es erstmals gelungen, sehr effizient große Gen-Abschnitte stabil und präzise in die DNA von höheren Pflanzen einzubauen. Dafür optimierten sie die Gen-Editierungsmethode CRISPR/Cas, die gemeinhin als Genschere bekannt ist. Das verbesserte CRISPR-Verfahren bietet sowohl für die Züchtung als auch für die Wissenschaft großartige Möglichkeiten der gezielten Veränderung des Erbguts von höheren Pflanzen. Die Studie wurde von Prof. Alain Tissier und Dr. Tom Schreiber geleitet und ist im renommierten Fachjournal Molecular Plant erschienen.

Polyploide Pflanzen mit mehrfachen Chromosomensätzen sind salztolerant oder dürreresistent und erzielen oft höhere Erträge. Frisch gebildete polyploide Pflanzen sind jedoch oft steril oder nur vermindert fruchtbar und für die Züchtung resistenter Linien ungeeignet. Grund dafür ist, dass bei diesen Pflanzen der Pollenschlauch nicht korrekt wächst und deshalb die Befruchtung nicht stattfindet. Das Pollenschlauchwachstum wird zur Hauptsache von zwei Genen gesteuert, die für die Züchtung von Nutzpflanzen interessant sein könnten.

Das Klima reguliert das Pflanzenwachstum, aber das Klima wird auch von Pflanzen beeinflusst. Je nach Pflanzenmix haben Ökosysteme sogar einen starken Einfluss auf das Klima in Europa, wie eine Studie der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) im Journal „Global Change Biology“ zeigt. Die Forschenden verknüpften Satellitendaten mit rund 50.000 Vegetationsaufnahmen aus ganz Europa. Gut fünf Prozent der regionalen Klimaregulation lassen sich durch die Pflanzenvielfalt vor Ort erklären. Die Analyse zeigt zudem, dass die Effekte von vielen weiteren Faktoren abhängen. Pflanzen beeinflussen das Klima, indem sie Sonnenlicht reflektieren oder durch Verdunstung ihre Umgebung abkühlen.