Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kohlendioxid könnte Ernteerträge verringern

30.11.2012
Kohlendioxid in der Atmosphäre steigt unaufhörlich und heizt das Klima an. Für Pflanzen ist das Gas jedoch unverzichtbar, denn sie benutzen den Kohlenstoff zum Aufbau von Zucker und anderen wichtigen Stoffen. Je mehr Kohlendioxid also, desto besser?

Ganz so einfach ist es leider nicht. Die Pflanzen, die heute unsere Ernährungsgrundlage sichern, sind nicht auf Wachstum, sondern auf kurze Halme und hohen Kornertrag gezüchtet worden. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für molekulare Pflanzenphysiologie und der Universität Potsdam haben nun entdeckt, dass ein Anstieg der Kohlendioxid-Werte den Erfolg der Zwergsorten zunichtemachen könnte.

In den sechziger Jahren des letzten Jahrhunderts gab es viel Aufsehen um eine Reissorte namens IR8, die heute fast gänzlich vom Markt verschwunden ist. Damals brachte der kleinwüchsige Reis unglaubliche Erträge und wendete die prophezeite Nahrungsmittelknappheit von der Menschheit ab. Seine kurzen, starken Halme konnten die hohen Kornerträge ohne Probleme stemmen, während die meisten anderen Hochleistungssorten unter dem Gewicht ihrer Körner einknickten. Sein geringeres Höhenwachstum sparte der Pflanze außerdem Nährstoffe und Energie und machte sie noch ertragreicher. Alles, was nicht mehr zum Aufbau langer Halme gebraucht wurde, verfrachtete der Reis in die Körner. Pflanzen wie IR8 schafften es, die Menschheit vor einer globalen Hungersnot zu bewahren, man spricht von der „Grünen Revolution“ in der Landwirtschaft.

Inzwischen sind die Erträge von IR8 wieder um etwa 15 Prozent eingebrochen, ein Anbau der einst so vielversprechenden Pflanze lohnt sich nicht mehr. Um das zu verstehen, muss man wissen, welcher Mechanismus hinter der Zwergwüchsigkeit steckt. Dem kleinwüchsigen Reis fehlt ein Enzym, das er zur Herstellung des pflanzlichen Wachstumshormons Gibberellinsäure benötigt. Ohne die Gibberellinsäure bleibt der Reis klein, aber kräftig und ertragreich. Obwohl sich in den vergangenen 50 Jahren nichts an der genetischen Ausstattung der Reispflanze IR8 verändert hat, sind die Erträge stetig gesunken. Die Forscher um Bernd Müller-Röber vom Max-Planck-Institut für molekulare Pflanzenphysiologie und der Universität Potsdam wollten herausfinden, ob es nicht einen Zusammenhang mit dem globalen Anstieg des Kohlendioxids in der Atmosphäre geben könnte. Die heutige Konzentration des Treibhausgases ist immerhin um 25 Prozent höher, als noch in den sechziger Jahren.

An der Modellpflanze Arabidopsis thaliana (umgangssprachlich Ackerschmalwand genannt) konnten die Forscher beobachten, dass ein erhöhter Kohlendioxid-Gehalt tatsächlich dazu führt, dass kleinwüchsige Pflanzen, deren Fähigkeit zur Bildung der Gibberellinsäure geblockt war, wieder in die Höhe schießen. Das Kohlendioxid scheint den gleichen wachstumsstimulierenden Effekt zu haben, den sonst die Gibberellinsäure ausübt. Den Zwergpflanzen geht also nach und nach ihr Vorteil verloren, sie gleichen sich immer weiter den Kontrollpflanzen an.

„Züchter stehen damit vor der Herausforderung, neue Pflanzen entwickeln zu müssen, die unter den veränderten klimatischen Bedingungen weiterhin gute Erträge bringen“, so Jos Schippers, einer der Autoren der Publikation. Denn nicht nur beim Reis haben sich Zwergvarianten durchgesetzt, auch beim Weizen setzen Landwirte gern auf die kurzstieligen Sorten und diese beiden Getreide sind Grundnahrungsmittel für einen Großteil der globalen Bevölkerung. Jetzt sind die Forscher auf der Suche nach dem Mechanismus, durch den das gasförmige Kohlendioxid das Wachstum der Pflanzen beeinflusst.

[CSt]

Dimas M. Ribeiro, Wagner L. Araújo, Alisdair R. Fernie, Jos H. M. Schippers and Bernd Müller-Röber
Action of gibberellins on growth and metabolism of Arabidopsis thaliana plants associated with high concentration of carbon dioxide

Plant Physiology Preview. First Published on October 22, 2012, as DOI: 10.1104/pp.112.204842

Ursula Ross-Stitt | Max-Planck-Institut
Weitere Informationen:
http://www.mpimp-golm.mpg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Agrar- Forstwissenschaften:

nachricht Arten verschwinden, Pflanzenfraß bleibt
07.02.2017 | Georg-August-Universität Göttingen

nachricht DFG-Projekt: Biodiversität, Interaktion und Stickstoffkreislauf in Grünlandböden
31.01.2017 | Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Agrar- Forstwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie