Artikel zum Wissenschaftsjahr 2012
Wasser und Kohlendioxid aus der Luft, das scheinen die einzigen beiden Stoffe zu sein, die Pflanzen für ihre Ernährung benötigen. Tatsächlich sind aber vor allem Stickstoff, Phosphor und Schwefel von elementarer Bedeutung. Viele Pflanzen „arbeiten“ mit Pilzen oder Bakterien zusammen um genügend Nährstoffe aufnehmen zu können. Man nennt diese Lebensgemeinschaften zum gegenseitigen Nutzen Symbiosen.
Pflanzen haben weder Muskeln noch Knochen und sind trotzdem stabil. Grund dafür ist ihre äußerst belastbare Zellwand, die es zum Beispiel Bäumen ermöglicht hundert Meter in die Höhe zu wachsen. Zellwände bestehen hauptsächlich aus Zellulose und in der steckt eine Menge Energie, die sich zur Herstellung von Biosprit verwenden ließe. Doch die Zellwände sind zäh und lassen sich nicht so leicht abbauen. Wenn das gelänge, ließe sich der Konflikt zwischen Nahrungsmittel- und Energieproduktion entschärfen.
Seit Jahren ist das Wetter im Frühling zu trocken. Genau während der Zeit, die so wichtig für die Entwicklung der meisten Feldfrüchte ist, gibt es viel zu wenig Niederschlag. Die meisten Feldfrüchte reagieren nicht gut auf langanhaltenden Wassermangel. Die Züchtung von Sorten, die Trockenperioden tolerieren und trotzdem gute Erträge zeigen, wird deshalb immer wichtiger.
Wenn man Pflanzen zu stark gießt, tut man ihnen keinen Gefallen. Bei zu viel Wasser im Boden, fehlt es an Sauerstoff. Damit Pflanzen Gegenmaßnahmen einleiten können, müssen sie in der Lage sein den Sauerstoffgehalt in der Umgebung der Wurzeln zu messen. Wie machen sie das?
Einige Pflanzen haben von Natur aus eine heilende Wirkung, Durch neue Methoden gibt es mittlerweile auch die Möglichkeit, dass Pflanzen gezielt zur Produktion von Impfstoffen oder anderen therapeutisch wirksamen Substanzen eingesetzt werden können
Wir Menschen sind auf den Sauerstoff und die energiehaltigen Moleküle, die die Pflanzen für uns produzieren, angewiesen. Forscher wollen deshalb verstehen, wie genau der komplizierte Prozess der Fotosynthese funktioniert und vor allem, wie Pflanzen auf die sich ständig ändernden Lichtverhältnisse reagieren.
Reispflanzen sind warmes Klima gewöhnt, doch die ungewöhnlich stark ansteigenden Nachttemperaturen machen ihnen zu schaffen. Gleichzeitig gibt es bei anderen Getreidesorten und Obstbäumen Ernteausfälle, wenn ein zu milder Winter von plötzlichem Frühjahrsfrost eingeholt wird. Eine der Arbeitsgruppen am Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie beschäftigte sich damit, wie sich Pflanzen gegen die Klimaveränderungen wappnen.
Pflanzen passen sich durch eine spontane Veränderung ihrer Gene an neue Umweltbedingungen an. Somit können sie zum Beispiel beim ständigen Wettrüsten mit Pflanzenschädlingen mithalten. Gerade diese Gene zur Schädlingsabwehr sind es aber auch, die verhindern, dass sich einstmals verwandte Arten noch ungehindert fortpflanzen können.
Wenn Pflanzenforscher mit ihren hochmodernen Geräten den Pflanzen alle möglichen Informationen entlocken, stehen sie am Ende vor einem Haufen Zahlen. Zahlen, die etwas über den Gehalt an Zuckermolekülen oder Fettsäuren aussagen, die die Aktivität der Zellatmung oder der Photosynthese beschreiben. Mit Hilfe von Berechnungen versuchen die Forscher dann, Beziehungen zwischen den analysierten Stoffen und wichtigen Variablen, wie zum Beispiel der Biomasseproduktion, herzustellen.