Wie haben sich die Pflanzen an Land durchgesetzt?

Moos Physcomitrium patens, ein Modellorganismus für die Evolution der Pflanzen (Maßstab: 1 mm)
(c) Tegan Haslam / Universität Göttingen

Universität Göttingen koordiniert zweite Phase des DFG-Schwerpunktprogramms „MAdLand“.

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat die zweite Förderperiode für das Schwerpunktprogramm „MAdLand – Molekulare Adaptation an das Land: Evolutionäre Anpassung der Pflanzen an Veränderung“ bestätigt. Diese wird von der Universität Göttingen koordiniert und in den folgenden drei Jahren mit über sieben Millionen Euro gefördert. Gegenstand der Forschung ist der Landgang der Pflanzen.

Bevor sich die ersten Pflanzen das Land als neuen Lebensraum erschlossen, war die Erdoberfläche von Mikroorganismen bedeckt. Der Landgang der Pflanzen änderte das und stieß die Entwicklung der Vielfalt an, die uns heute umgibt. Das war ein enormes Unterfangen, denn das Leben an Land ist herausfordernd. „MAdLand“ untersucht, wie sich die Pflanzen an den schwierigen Lebensraum angepasst haben, und somit die Grundlage für das heutige Leben an Land liefern.

In dem Verbund aus 26 Projekten an 20 Standorten in ganz Deutschland liegt der Fokus in der zweiten Förderperiode auf der Erforschung und Rekonstruktion der letzten gemeinsamen Vorfahren aller Landpflanzen sowie der Vorfahren von Landpflanzen und den eng verwandten Algen. Als sich die ersten Pflanzen vor etwa 500 Millionen Jahren auf dem Land ansiedelten, waren sie einer anspruchsvollen Umwelt ausgesetzt: Sie mussten Umstände wie Wasserknappheit, ungefilterte Sonneneinstrahlung und stark schwankende Temperaturen überstehen. Doch sie haben sich durchgesetzt, mit weitreichenden Konsequenzen: Ihr Erfolg an Land veränderte die Erdatmosphäre und Erdoberfläche – und schaffte Voraussetzungen für das Leben, wie wir es kennen.

Ausgehend von ihren gemeinsamen Vorfahren diversifizierten sich die Pflanzen zu einer außergewöhnlich vielfältigen Gruppe mit einem Reichtum an Anpassungen an sehr unterschiedliche Lebensräume an Land. Jede Pflanze, die mit bloßem Auge sichtbar ist, sei es ein winziges Moos oder ein hoher Baum, hat hier ihren Ursprung. Ohne grüne Pflanzen an Land gäbe es hier außerdem weder Tiere noch uns Menschen. Prof. Dr. Jan de Vries aus der Abteilung Angewandte Bioinformatik der Universität Göttingen koordiniert die zweite Förderperiode. Er erklärt: „Wir haben zum Ziel, unsere vielen Daten zu konsolidieren, um auf die Biologie von Organismen zu schließen, die vor Hunderten von Millionen Jahren lebten. Der Fokus auf bestimmte Merkmale hilft uns hierbei zu verstehen, welche Innovationen die Pflanzen im Laufe der Evolution hervorgebracht haben, sodass sie die Herausforderungen ihrer Umwelt meistern konnten.“

Die erste Förderperiode von „MAdLand“ hat die Universität Marburg koordiniert. In der Phase identifizierten die Forschenden zentrale genetische Mechanismen in der adaptiven Evolution der pflanzlichen Morphologie, Physiologie, Biochemie und Zellbiologie sowie der Interaktionen zwischen lebenden Organismen. Darüber hinaus steuerten sie öffentlich zugängliche Daten bei und schufen so Ressourcen für die Pflanzenforschung. De Vries sagt: „Unserem Verbund angehörige und nahestehende Forschende haben den Ursprung der Prozesse aufgeklärt, die den Grundstein für die Vielfalt der Landpflanzen legten. In der zweiten Phase werden wir darauf aufbauen. Gleichzeitig wollen wir neue Wege erforschen, die in einer überzeugenden Synthese dessen gipfeln sollen, was vor über 500 Millionen Jahren geschah.“

Weitere Informationen über das Forschungsprojekt sind unter https://madland.science/ zu finden.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Dr. Jan de Vries
Georg-August-Universität Göttingen
Fakultät für Biologie und Psychologie
Institut für Mikrobiologie und Genetik
Abteilung Angewandte Bioinformatik
Goldschmidtstraße 1, 37077 Göttingen
Telefon: 0551 39-23755
E-Mail: devries.jan@uni-goettingen.de
Internet: http://www.uni-goettingen.de/de/613776.html

Weitere Informationen:

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