Pflanzen im Wandel der Umwelt
Bürgerwissenschaftsprojekt in der Biologie
Seit Ende 2023 können sich interessierte Bürgerwissenschaftlerinnen und
-wissenschaftler aktiv an einem Forschungsprojekt der Heinrich-Heine-
Universität Düsseldorf (HHU) beteiligen. Im Projekt „PUKI“ („Pflanze,
Umwelt, Klima, Interaktion“) sind sie eingeladen, bestimmte Pflanzen in
ihrer Umgebung zu finden, zu fotografieren, zu vermessen und Proben zu
sammeln. Die Botanikerinnen und Botaniker der HHU wollen damit die
Anpassungsfähigkeit von Pflanzenarten an Umweltbedingungen erforschen.
Der Klimawandel und die durch ihn bedingten schnellen Umweltveränderungen
fordern Menschen, Tiere und Pflanzen heraus. Letztere haben aber einen
entscheidenden Nachteil: Sie können sich widrigen Umweltbedingungen nicht
entziehen, indem sie ihren Standort wechseln oder sich Schutz suchen.
Pflanzen müssen sich deshalb besonders schnell an Veränderungen anpassen
beziehungsweise sich auf neue Umwelten einstellen können. So haben die
Arten im Laufe der Evolution Strategien entwickelt, um unter neuen oder
wechselnden Umweltbedingungen zu überleben, etwa bei länger anhaltender
Trockenheit, steigenden Temperaturen oder mager werdenden Böden.
Die Forschenden vom Institut für Botanik der HHU um Prof. Dr. Petra Bauer
und Koordinator Dr. Bruno Walther wollen diese Anpassungsmechanismen
systematisch untersuchen. Dafür bitten sie um die Mithilfe möglichst
vieler engagierter Bürgerinnen und Bürger. Sie benötigen Daten zur Größe,
Standort und verschiedenen Umgebungsparametern; die Bürgerwissenschaftler
können hierzu auch Proben einsenden.
Vier Pflanzenarten stehen auf dem Untersuchungsprogramm: Die
Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana), das Viermännige Schaumkraut
(Cardamine hirsuta), das Gewöhnliche Hirtentäschel (Capsella bursa-
pastoris) und der Schmalblättrige Doppelsame (Diplotaxis tenuifolia).
Walther: „Diese Pflanzen sind auf den ersten Blick unscheinbar. Sie sind
aber deshalb für uns so interessant, weil sie an vielen außergewöhnlichen
Orten gerade in Städten zu finden sind; so wachsen sie selbst in
Betonritzen.“ Die Ackerschmalwand ist darüber hinaus die bedeutendste
Modellpflanze der Botanik und entsprechend gut erforscht. Walther ergänzt:
„Was die Pflanzen so attraktiv macht: Sie kommen in ganz Deutschland vor,
sind vor allem in Ortschaften anzutreffen und stehen den Menschen damit
leicht zur Beobachtung zur Verfügung.“
Zentrales Werkzeug ist die Smartphone-App „Flora Incognita“, mit der die
Beteiligten zum einen die Pflanzenarten identifizieren können und zum
anderen im zweiten Schritt die für die Forschung wichtigen Daten erfassen.
Hierzu gehören neben einem Foto etwa die Sprosszahl und -länge, die Zahl
der Samenschoten oder die Farbe der Grundblätter. Mit etwas Erfahrung
dauert eine Datensammlung nicht länger als eine Viertelstunde.
Wer noch mehr machen möchte, kann vor seinem nächsten Spaziergang
Sammeltüten und -beutel an der HHU anfordern, um Proben der vermessenen
Pflanze zu nehmen und zum Institut zurückzuschicken. Prof. Bauer: „Im
Labor systematisieren wir die eingesandten Daten und untersuchen die
Proben. Bei den Bodenproben geht es etwa um deren Zusammensetzung im
Hinblick auf Mineralstoffe und Säuregrad (pH-Wert). Bei den Pflanzenproben
unternehmen wir Genanalysen, um zu schauen, ob bestimmte Genvarianten
vorkommen, die mit den Umweltbedingungen im Zusammenhang stehen.“
Das Bürgerwissenschaftsprojekt PUKI startete Ende 2023. Bis Sommer 2026
können Pflanzen- und Bodenproben genommen werden. Neben der Sammlung von
Pflanzendaten sind Interessierte eingeladen, sich aktiv an von PUKI
organsierten Diskussionen zu beteiligen und weitere Bürgerwissenschaftler
zu gewinnen. Prof. Bauer: „PUKI soll ein Einstieg sein, um Bürgerinnen und
Bürger zum genauen Hinschauen anzuregen und mit ihnen zu diskutieren,
welchen Herausforderungen Pflanzen im städtischen Ökosystem begegnen und
welche Rolle Gene für die Ausprägung von pflanzlichen Merkmalen in einer
urbanen Umgebung spielen.“
Einbindung in den Sonderforschungsbereich SFB TRR 341
Das Bürgerwissenschaftsprojekt PUKI ist Teil des von der Deutschen
Forschungsgemeinschaft finanzierten Sonderforschungsbereichs SFB TRR 341
„Pflanzenökologische Genetik“. Sprecherin des SFB ist Prof. Dr. Juliette
de Meaux von der Universität zu Köln, Kosprecherin ist Prof. Dr. Maria von
Korff Schmising von der HHU.
In dem Projekt werden die genetischen Grundlagen für die Reaktionen und
Anpassungen von Pflanzen an verschiedene Umwelten erforscht.
Wissenschaftler untersuchen zum Beispiel die Anpassungsstrategien von
Pflanzenarten an begrenzte Ressourcen, etwa Wasser und Nährstoffe, um die
verschiedene Pflanzen gegeneinander konkurrieren.
Teil des SFB ist das von Prof. Dr. Petra Bauer an der HHU betreute
Bürgerforschungsprojekt, das Schüler, Studierende, Bildungsinstitutionen
und Bürger in die Forschung einbinden will.
Hinweis für die Redaktionen: Pressetermin am 8. Mai
Am 8. Mai um 11:00 Uhr findet im Botanischen Garten der HHU ein
Pressetermin statt, bei dem die Forschenden des Instituts für Botanik die
verschiedenen Pflanzen im Untersuchungsprogramm vorstellen. Sie zeigen,
wie die Pflanzenproben genommen werden und welche Informationen daraus
gewonnen werden.
Eine gesonderte Einladung zu dem Presseevent wird vor dem Termin versandt.
Bildunterschrift Bild 1:
Das Bürgerwissenschaftsprojekt PUKI untersucht die Anpassungsfähigkeit von
Pflanzen an unterschiedliche Umweltbedingungen. Als Untersuchungsobjekte
dienen (v.l.) die Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana), das Viermännige
Schaumkraut (Cardamine hirsuta), das Gewöhnliche Hirtentäschel (Capsella
bursa-pastoris) und der Schmalblättrige Doppelsame (Diplotaxis
tenuifolia).
