Vergleichende Untersuchung evolutionärer Anpassungen von Pflanzen an den Klimawandel, unter Verwendung von Samenmaterial aus in Samenbanken eingelagerten Samen, aus drei biogeografischen Regionen Europas und frisch gesammelten Samen

Stipendiatin/Stipendiat: Robert Rauschkolb

Back to the Future - Resurrection approach: Eine neue Methode

Pflanzenpopulationen müssen mit Umweltveränderungen zurechtkommen. Hierbei stellt der Klimawandel eine zentrale Einflussgröße dar. In Zukunft werden diese Veränderungen, insbesondere im Bereich des Klimas, noch stärker werden. Aber auch schon in den letzten Jahrzenten ist es zu drastischen Veränderungen gekommen, daher ist es interessant zu erforschen, inwiefern sich Pflanzen an diese vergangenen Veränderungen angepasst haben.

Es gibt viele Studien, welche manipulierte Bedingungen in Gewächshäusern nutzen, um mögliche Anpassungen zu untersuchen. Bisher ist aber wenig darüber bekannt was wirklich in der Natur passiert ist beziehungsweise passieren kann. Um diese Wissenslücke zu schließen möchte ich Samenmaterial aus fünf europäischen Samenbanken mit frisch gesammelten Material von den gleichen Populationen vergleichen. Die Akzessionen (Samen einer Art, von einem Ort und aus einer Zeit) aus den Samenbanken, die ich in diesem Projekt verwenden möchte, sind älter als 20 Jahre und der genaue Ursprung ist bekannt und von den Samenbanken dokumentiert. Insgesamt sollen 60 Akzessionen aus drei Biogeografischen Regionen Europas (Mitteleuropa, Alpen und Mittelmeerraum) berücksichtigt werden. In zwei großen Gewächshausexperimenten werden dann die Pflanzen, welche aus den Samen der Samenbanken (Vergangenheit) und aus den Samen von 2018 (Gegenwart) gezogen wurden, auf phänotypische Unterschiede miteinader verglichen.

In dem ersten Experiment sollen alle 60 Akzessionen verwendet werden. Nach dem Experiment und kontrollierter Bestäubung (Verhinderung von Durchmischung zwischen Vergangenheit und Gegenwart) werden die Samen der Versuchspflanzen geerntet. Zwölf Arten werden dann für das zweite Experiment genutzt. Hierbei werden regional spezifische Umweltveränderungen auf Grund des Klimawandels im Gewächshaus simuliert (Temperaturerhöhung, steigende Konkurrenz und Trockenheit). Dieses Design ermöglicht es mir einen tieferen Einblick in die genetischen Aspekte der morphplogischen Unterschiede zwischen der Vergangenheit und der Gegenwart zu bekommen.

Die Ergebnisse dieser Arbeit können dazu genutzt werden zu verstehen, wie sich die europäische Flora in den letzten Jahrzenten bereits verändert hat. Des weiteren kann ich Aussagen darüber treffen welche Arten sich in welchen Regionen an zukünftige Veränderungen anpassen können, da ich eine Vielzahl von Arten aus unterschiedlichen funktionellen Gruppen und aus unterschiedlichen Regionen verwenden werde. Dieses Wissen kann dazu genutzt werden langfristige Strategien für die Landwirtschaft, die Forstwirtschaft und den Naturschutz zu entwickeln.

Bei meiner Methode, dem "resurrection approach", handelt es sich um eine innovative Möglichkeit das Samenmaterial aus Samenbanken zu verwenden, um Fragen von schnellen evolutionären Prozessen und Anpassungsfähigkeit von Pflanzenpopulationen an Umweltveränderungen zu untersuchen.

Förderzeitraum:
01.07.2018 - 30.06.2021

Institut:
Goethe-Universität Frankfurt am Main FB Lebenswissenschaften Abteilung Evolutionäre Ökologie der Pflanzen Biologicum

Betreuer:
Prof. Dr. Johannes Fredericus Scheepens

E-Mail: E-Mail schreiben

URL: https://www.plantbiodiv.uni-jena.de/rauschkolb

Publikationen: