Faszination in Grün: Jena ist Zentrum der Pflanzenwissenschaft

Mit dem Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie in Jena und dem benachbarten Institut für Biogeochemie hat die Planck-Gesellschaft enorme Kapazitäten auf dem Gebiet der Pflanzenwissenschaften in Jena konzentriert. Die Wissenschaftler arbeiten in internationalen Teams an globalen Fragestellungen.

Mäandernder Fluss im Regenwald. Mit dem Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie in Jena und dem benachbarten Institut für Biogeochemie hat die Planck-Gesellschaft enorme Kapazitäten auf dem Gebiet der Pflanzenwissenschaften in Jena konzentriert. Die

Mäandernder Fluss im Regenwald. Mit dem Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie in Jena und dem benachbarten Institut für Biogeochemie hat die Planck-Gesellschaft enorme Kapazitäten auf dem Gebiet der Pflanzenwissenschaften in Jena konzentriert. Die

Foto: zgt

Jena. Grün belebt die Augen und die Seele. Man muss gerade in diesen Tagen nur einmal einen Waldspaziergang unternehmen oder durch maigrüne Felder und Wiesen streifen, dann wird man dies merken. Und Grün ist gesund – nicht nur, wenn es sich als Salat auf dem Teller türmt. Ohne den grünen Farbstoff der Blätter, das Chlorophyll, könnten wir nicht atmen, denn mit ihm versorgen uns die Pflanzen mit Sauerstoff. Schon das allein macht Pflanzen zu faszinierenden Organismen. Einzigartig sind sie auch, weil sie einfach aus Sonnenlicht, Kohlendioxid und Wasser Zucker herstellen und mit diesen Kohlenhydraten sowohl die eigenen Nährstoffe generieren als auch Nahrung für Tiere und Menschen auf der Erde liefern. Pflanzen sind unverzichtbar für den Menschen – in welchem Ausmaß, das ist noch längst nicht entschlüsselt.

Das zur Aufgabe gemacht haben sich die Pflanzenwissenschaften. Mit dem erstmals gestern ausgerichteten internationalen "Plants Day", einem Tag der Pflanzen, haben Wissenschaftler das Anliegen verfolgt, weltweit die Menschen für Pflanzen zu interessieren und die Notwendigkeit der Pflanzenwissenschaften für zentrale Lebensbereiche aufzuzeigen: für Landwirtschaft, nachhaltige Produktion von Nahrungsmitteln, Gartenbau, Forstwirtschaft, aber auch für die Produktion von Papier, Bauholz, Chemikalien, Arzneimitteln und für die Bereitstellung von Energie. Nicht zu vergessen ist die zentrale Bedeutung der Pflanzen für den Klima- und Naturschutz", erklärt Dr. Jan-Wolfhard Kellmann, Chefkoordinator des "Plants Day" in der European Plant Science Organization (EPSO) und Forschungskoordinator des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie in Jena.

Hier und am benachbarten Institut für Biogeochemie hat die Max-Planck-Gesellschaft enorme Kapazitäten auf dem Gebiet der Pflanzenwissenschaften konzentriert. Die hier beschäftigten Wissenschaftler arbeiten in internationalen Teams an globalen Fragestellungen. Wie zum Beispiel Dr. Axel Kleidon, der in seiner Arbeitsgruppe den Zusammenhang von Pflanzenvielfalt und Klima aufklären will. "Das Klima beeinflusst die Vegetation und Schluss? – So einfach ist es nicht", sagt er. Ein Beispiel wie extrem die Vegetation das Klima beeinflusst, hat Dr. Kleidon mit einem Foto aus Westaustralien parat: Ein Zaun trennt hier landwirtschaftlich genutzte Felder von urwüchsiger Natur. Er soll verhindern, dass sich kaninchen über die Feldfrüchte hermachen. Durch den Zaun bzw. die extrem unterschiedliche Landnutzung wird jedoch auch der Himmel geteilt: über dem üppigen Grünland türmen sich weiße Wolken, über dem beackerten Land dehnt sich wolkenlose Bläue. "Das Bild zeigt: alles dreht sich um die Photosynthese, bei der die Pflanzen Kohlendioxid aufnehmen und Sauerstoff und Wasser abgeben", erklärt er. Die Jenaer Wissenschaftler interessieren sich auch für die dabei gebildeten und von den Pflanzen unterschiedlich abgespeicherten Kohlenhydrate. Sie geben Auskunft über Wachstumsstrategien von Pflanzen. Mit den Beobachtungsdaten zu Vegetation und Klima füttern die Forscher ihre Computer und entwickeln daraus "Simulationsmodelle, um beobachtete geographische Muster der terrestrischen Vegetation, von Energieflüssen, Wasser, Kohlenstoff und anderen Elementen zu reproduzieren und zu verstehen", klärt Kleidon auf.

Einen ganz anderen Forschungsansatz hat die Gruppe um Dr. Matthias Erb am Max-Planck-Institut für Chemische Ökologie. Ihr Interesse gilt einem tierischen Winzling, der es auf ganz bestimmt Pflanzen abgesehen hat: dem Maiswurzelbohrer. "Dieser kleine Käfer, und ganz besonders seine Larven, vernichten ganze Ernten", erklärt der aus der Schweiz stammende junge Forscher. Besonders auf die so genannten Kronwurzeln, die der Maispflanze ihre Standfestigkeit geben, haben es die kleinen farblosen Maden abgesehen. Unter ihrem Appetit knicken die Maispflanzen regelrecht ab. "Weder die natürlichen Toxine, die die Pflanzen gerade in den so wichtigen Kronwurzeln bilden, noch chemische Schädlingsmittel, die der Mensch einsetzt, haben dem Maiswurzelbohrer etwas an", weiß der Biologe.

Doch ist seine Forschungsgruppe jetzt vielleicht einem Geheimnis des Insektes auf die Spur gekommen: "Wir haben beobachtet, dass der Maiswurzelbohrer jene Pflanzen verschmäht, die an den Blättern von anderen Insekten angefressen wurden", berichtet er. Die genauen biochemischen Zusammenhänge wollen die jungen Wissenschaftler nun aufklären. "Wir haben die Hoffnung, eine Art Impfung entwickeln zu können, die die Maispflanzen vor dem Schädling schützt", sagt Erb.

Seine Motivation: Trotz Pflanzenschutz werden weltweit alljährlich zehn Prozent der Ernte durch Schadinsekten vernichtet. "Mit dieser Menge an Nahrungsmitteln könnten 650 Millionen Menschen ernährt werden. Die Pflanzenwissenschaft kann helfen, die Ernährungsprobleme der Welt zu lösen", hofft er.

Erb weiß aber auch, dass diese Probleme menschengemacht sind: Von ehedem rund 7000 Pflanzenarten, die der Mensch sich und seinen Haustieren als Nahrungsmittel nutzbar machte, werden heute nur noch 150 Arten verwendet. Davon sind es nur zehn Arten – u. a. Weizen, Mais und Reis – die 95 Prozent der Ernährung weltweit sichern. In Monokulturen jedoch wächst die Gefährdung durch Schädlinge enorm.

Zu den Kommentaren