Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie Pflanzen auf den Klimawandel reagieren

02.07.2010
Bayreuther Biogeografen simulieren Extremereignisse

Wissenschaftliche Studien prognostizieren auch für Europa einen spürbaren Klimawandel und damit verbunden eine Zunahme extremer Wetterereignisse. Wie aber verhalten sich einzelne Pflanzenarten, wenn sie immer öfter starken Regenfällen oder Dürreperioden ausgesetzt sind? Wie verändern sich Pflanzengemeinschaften oder ganze Ökosysteme unter dem Einfluss klimatischer Bedingungen, die in Europa bisher unbekannt sind?

Mit dieser Thematik befasst sich ein Forschungsteam um Prof. Dr. Carl Beierkuhnlein, Inhaber des Lehrstuhls für Biogeografie an der Universität Bayreuth. Einen Überblick über bisherige Forschungsergebnisse enthält eine kürzlich erschienene Veröffentlichung der Deutschen Akademie der Naturforscher Leopoldina. Der Band vereint die Beiträge einer Konferenz zum Thema "Continents under Climate Change", die im Frühjahr 2010 in Berlin stattfand. Das Auswärtige Amt hatte die Schirmherrschaft übernommen.

Versuchsflächen mit ausgefeilter Simulationstechnik

Extreme Wetterereignisse zu simulieren, die in Mitteleuropa voraussichtlich mit zunehmender Häufigkeit eintreten, und deren Auswirkungen auf die Pflanzenwelt zu untersuchen – dies ist der Kern der Bayreuther Forschungsarbeiten. Im Ökologisch-Botanischen Garten der Universität wurde unter der Bezeichnung "EVENT" eine Serie von Experimenten gestartet, die auf viele Jahre hin angelegt ist. Neben Prof. Dr. Anke Jentsch (Universität Koblenz-Landau) sind weitere Forscher nationaler und internationaler Institutionen daran beteiligt. Die Experimente sind Teil des bayerischen Forschungsverbundes FORKAST, der sich den Auswirkungen des Klimas auf Ökosysteme widmet.

Die Forschungsarbeiten im Rahmen von "EVENT" sind vielfältig. Sie umfassen stark kontrollierte Untersuchungen an Topfpflanzen, Experimente auf Versuchsfeldern mit ausgewählten pflanzlichen Arten, aber auch besonders naturnahe Experimente in etablierten Lebensgemeinschaften. Die Forschungsflächen sind dabei technisch so hervorragend ausgestattet, dass die Bayreuther Wissenschaftler eine Vielzahl möglicher Klimaszenarien mit hoher Präzision nachahmen können: Zeltartige Dächer schirmen die Pflanzen von Niederschlägen ab und ermöglichen die künstliche Erzeugung von Trockenperioden. Zudem lässt sich der Grad der Bodenfeuchtigkeit durch gezielte Bewässerungsmaßnahmen steuern. Erwärmungsprozesse, wie sie im Sommer oder im Winter stattfinden, können realitätsnah simuliert werden. Mit speziellen Heizkabeln im Boden lassen sich rasche Abfolgen von Frost- und Tauperioden simulieren, wie sie infolge des Klimawandels häufiger vorkommen werden. Exakte Messungen unter künstlich erzeugten Klimabedingungen, systematische Wiederholungen dieser Simulationen und Vergleiche mit Pflanzen, die gegenwärtig unter "normalen" Verhältnissen aufwachsen – so lassen sich die Effekte extremer Wetterereignisse mit hoher Zuverlässigkeit bestimmen.

Häufige Bodenfrostwechsel

Wenn die Verhältnisse am Boden häufig zwischen Frost und Tau hin- und herwechseln, hat das erhebliche Folgen für die Vegetation. Dies konnten die Bayreuther Forscher am Beispiel von Grünlandflächen (Mähwiesen) und Heiden nachweisen. Dabei stellte sich heraus, dass einzelne Pflanzenarten sehr unterschiedlich auf den Bodenfrostwechsel reagieren. Einzelne Populationen brechen nach unterbrochenen Frostphasen regelrecht zusammen. Weitere Experimente sollen helfen, diese Zusammenhänge genauer aufzuklären.

Artenvielfalt und Widerstandskraft

Nicht selten führt die Simulation extremer Klimaereignisse zu differenzierten Ergebnissen, die zur Vorsicht gegenüber Pauschalurteilen mahnen. So gibt es zahlreiche Beispiele dafür, dass Pflanzen eine höhere Widerstandskraft entwickeln, wenn sie mit Pflanzen anderer Arten in Gemeinschaft leben. Artenvielfalt erhöht in diesen Fällen die Widerstandsfähigkeit: ein Beispiel für die Relevanz der Biodiversität. Doch es gibt auch Gegenbeispiele. Heidekraut ist derart anfällig, dass die Blütezeit nach extremen Trockenperioden deutlich später einsetzt – aber nur innerhalb von Mischkulturen aus Heidekraut und Gräsern. Denn bei Dürre bilden die Gräser ein dichtes Wurzelnetzwerk aus, das dem Boden Wasser entzieht und dem Heidekraut das Überleben erschwert. Unter derartigen Umständen wirkt sich Artenvielfalt durchaus nachteilig aus.

Genetische Varianten

Wie reagieren genetische Varianten der gleichen Pflanzenart auf extreme Wetterereignisse? Derzeit weiß man noch relativ wenig darüber. Die "Common Garden"-Experimente im Rahmen von "EVENT" sollen in dieser Hinsicht neue Erkenntnisse zutage fördern. Das Interesse richtet sich dabei auf europäische Hauptgräser und Hauptbaumarten. Es geht insbesondere um die Frage, welche Varianten den künstlich erzeugten Klimaszenarien am besten angepasst sind. "Ökosysteme können Extremereignisse anscheinend besser überstehen, wenn die für ihre Funktionen konstitutiven Pflanzenarten in Varianten vorliegen, die aufgrund ihrer Gene eine relativ hohe Widerstandsfähigkeit mitbringen," erklärt Beierkuhnlein. "Dies könnte ein interessanter Anknüpfungspunkt für Strategien sein, die darauf abzielen, die Funktionsfähigkeit von Ökosystemen zu stabilisieren."

Titelaufnahme:

Anke Jentsch und Carl Beierkuhnlein,
Simulating the Future – Responses of Ecosystems, Key Species, and European Provenances to Expected Climatic Trends and Events,

in: Nova Acta Leopoldina, NF 112, Nr. 384, S. 89 – 98 (2010)

Kontaktadresse für weitere Informationen:

Prof. Dr. Carl Beierkuhnlein
Lehrstuhl für Biogeografie
Universität Bayreuth
D-95440 Bayreuth
Telefon: +49 (0)921 / 55-2270
E-Mail: carl.beierkuhnlein@uni-bayreuth.de

Christian Wißler | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-bayreuth.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Krebsdiagnostik: Pinkeln statt Piksen?
25.05.2018 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

nachricht Kugelmühlen statt Lösungsmittel: Nanographene mit Mechanochemie
25.05.2018 | Technische Universität Dresden

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Starke IT-Sicherheit für das Auto der Zukunft – Forschungsverbund entwickelt neue Ansätze

Je mehr die Elektronik Autos lenkt, beschleunigt und bremst, desto wichtiger wird der Schutz vor Cyber-Angriffen. Deshalb erarbeiten 15 Partner aus Industrie und Wissenschaft in den kommenden drei Jahren neue Ansätze für die IT-Sicherheit im selbstfahrenden Auto. Das Verbundvorhaben unter dem Namen „Security For Connected, Autonomous Cars (SecForCARs) wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 7,2 Millionen Euro gefördert. Infineon leitet das Projekt.

Bereits heute bieten Fahrzeuge vielfältige Kommunikationsschnittstellen und immer mehr automatisierte Fahrfunktionen, wie beispielsweise Abstands- und...

Im Focus: Powerful IT security for the car of the future – research alliance develops new approaches

The more electronics steer, accelerate and brake cars, the more important it is to protect them against cyber-attacks. That is why 15 partners from industry and academia will work together over the next three years on new approaches to IT security in self-driving cars. The joint project goes by the name Security For Connected, Autonomous Cars (SecForCARs) and has funding of €7.2 million from the German Federal Ministry of Education and Research. Infineon is leading the project.

Vehicles already offer diverse communication interfaces and more and more automated functions, such as distance and lane-keeping assist systems. At the same...

Im Focus: Mit Hilfe molekularer Schalter lassen sich künftig neuartige Bauelemente entwickeln

Einem Forscherteam unter Führung von Physikern der Technischen Universität München (TUM) ist es gelungen, spezielle Moleküle mit einer angelegten Spannung zwischen zwei strukturell unterschiedlichen Zuständen hin und her zu schalten. Derartige Nano-Schalter könnten Basis für neuartige Bauelemente sein, die auf Silizium basierende Komponenten durch organische Moleküle ersetzen.

Die Entwicklung neuer elektronischer Technologien fordert eine ständige Verkleinerung funktioneller Komponenten. Physikern der TU München ist es im Rahmen...

Im Focus: Molecular switch will facilitate the development of pioneering electro-optical devices

A research team led by physicists at the Technical University of Munich (TUM) has developed molecular nanoswitches that can be toggled between two structurally different states using an applied voltage. They can serve as the basis for a pioneering class of devices that could replace silicon-based components with organic molecules.

The development of new electronic technologies drives the incessant reduction of functional component sizes. In the context of an international collaborative...

Im Focus: GRACE Follow-On erfolgreich gestartet: Das Satelliten-Tandem dokumentiert den globalen Wandel

Die Satellitenmission GRACE-FO ist gestartet. Am 22. Mai um 21.47 Uhr (MESZ) hoben die beiden Satelliten des GFZ und der NASA an Bord einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Air Force Base (Kalifornien) ab und wurden in eine polare Umlaufbahn gebracht. Dort nehmen sie in den kommenden Monaten ihre endgültige Position ein. Die NASA meldete 30 Minuten später, dass der Kontakt zu den Satelliten in ihrem Zielorbit erfolgreich hergestellt wurde. GRACE Follow-On wird das Erdschwerefeld und dessen räumliche und zeitliche Variationen sehr genau vermessen. Sie ermöglicht damit präzise Aussagen zum globalen Wandel, insbesondere zu Änderungen im Wasserhaushalt, etwa dem Verlust von Eismassen.

Potsdam, 22. Mai 2018: Die deutsch-amerikanische Satellitenmission GRACE-FO (Gravity Recovery And Climate Experiment Follow On) ist erfolgreich gestartet. Am...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Im Fokus: Klimaangepasste Pflanzen

25.05.2018 | Veranstaltungen

Größter Astronomie-Kongress kommt nach Wien

24.05.2018 | Veranstaltungen

22. Business Forum Qualität: Vom Smart Device bis zum Digital Twin

22.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Berufsausbildung mit Zukunft

25.05.2018 | Unternehmensmeldung

Untersuchung der Zellmembran: Forscher entwickeln Stoff, der wichtigen Membranbestandteil nachahmt

25.05.2018 | Interdisziplinäre Forschung

Starke IT-Sicherheit für das Auto der Zukunft – Forschungsverbund entwickelt neue Ansätze

25.05.2018 | Informationstechnologie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics