Gemeinsame Forschung im virtuellen Institut – Wissenschaftler gründen virtuelles Institut für Biotische Interaktionen

Pilze leben in enger Gemeinschaft mit Bäumen, Bodentiere verändern das Wachstum von Pflanzenwurzeln, und Bakterien können die Immunabwehr von Pflanzen gegen Krankheiten stärken. Wie sich Pflanzen, Insekten, Pilze und Bakterien gegenseitig nutzen oder schaden, nehmen Wissenschaftler aus dem Forschungszentrum Jülich, dem GSF-Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit in Neuherberg, von der Technischen Universität Darmstadt und vom Max Planck Institut für Chemische Ökologie in Jena nun gemeinsam unter die Lupe. Sie gründeten kürzlich das „Virtuelle Institut Biotische Interaktionen“, um ihr vielfältiges Know-how gemeinsam zu nutzen und ihre Aktivitäten noch stärker als bisher zu bündeln.

„Durch das Zusammenspiel vieler Organismen sind biotische Interaktionen enorm komplex. Das macht sie so faszinierend, aber auch so schwierig zu erforschen“, erklärt Prof. Ulrich Schurr, Leiter des Jülicher Instituts Phythosphäre. „Mit dem virtuellen Institut haben wir jetzt die Chance, bislang unbekannte Mechanismen des Wechselspiels zwischen Organismen zu erforschen.“

Für das neue Institut ist jedoch kein neues Gebäude nötig, die Wissenschaftler müssen nicht umziehen und werden sich auch nicht täglich im Labor begegnen. Im virtuellen Institut bündeln die beteiligten Forschergruppen ihre unterschiedlichen Kompetenzen, um die Wechselwirkungen zwischen Pflanzen, Insekten, Bodentieren und Mikroorganismen von verschiedenen Seiten her zu beleuchten. Dazu planen und bearbeiten sie die Forschungsarbeiten nun gemeinsam. Der Aufbau von virtuellen Instituten wird derzeit durch die Helmholtz-Gemeinschaft besonders gefördert.

Die Wissenschaftler untersuchen die vom Wurzelsystem der Pflanzen beeinflusste Bodenschicht Rhizosphäre , in der sich Wurzeln, Bakterien, Pilze und Bodentiere einen ganz eigenen Lebensraum schaffen. Verbessern Mikroorganismen in dieser Rhizosphäre die Nährstoffversorgung der Pflanze? Scheiden sie Signalstoffe aus, die das Immunsystem der Pflanze stärken oder das Wachstum beschleunigen können? Auch Regenwürmer, Springschwänze oder Einzeller beeinflussen die Pflanze über und unter der Erde. Wenn beispielsweise Amöben einzellige Lebewesen Mikroorganismen an der Wurzel abweiden, reagiert die Pflanze auch an Blättern oder Wurzeln, die weit entfernt sind. Frisst eine Larve an den Blättern der Pflanze, ändert sich die Zusammensetzung der Mikroorganismen an der Wurzel. Durch solche Wechselwirkungen können Pflanzen sowohl geschwächt als auch gestärkt werden. In welchem Verhältnis Nutzen und Schaden dieser Wechselwirkungen steht, wird im virtuellen Institut für Biotische Interaktionen erforscht.

Nachwuchswissenschaftler werden durch die interdisziplinäre Arbeitsweise des virtuellen Instituts eine außergewöhnliche Ausbildung bekommen. Sechs Doktoranden haben ihre Promotion bereits begonnen und erhalten derzeit in Jülich, Darmstadt, München und Jena an den verschiedenen realen Instituten einen breitgefächerten Einblick. Zusätzlich ist eine „Summerschool Biotische Interaktionen“ geplant.