06.12.2023 | Pressemitteilung

Wie ernähren sich Bäume? Neues Exzellenz-Projekt

Kahle Hänge, vertrocknete Waldstücke – die vergangenen Trockensommer haben vor Augen geführt, wie sensibel das Ernährungssystem von Bäumen ist. Anders als man landläufig meint, ist es noch nicht vollständig erforscht. Ein Exzellenz-Projekt der Universität Kassel will nun klären, ob und wie Bäume sogenannte Proteasen nutzen, um das wichtige Element Stickstoff aufzunehmen. Die Ergebnisse helfen nicht nur bei der nachhaltigen Bewirtschaftung von Wäldern im Klimawandel. An einem weiteren Projekt ist die Uni Kassel beteiligt.

Stickstoff ist ein zentraler Baustein der Ernährung von Bäumen (und anderen Pflanzen). Das Element wird für den Aufbau von Chlorophyll und damit für die Fotosynthese, aber auch für das Wachstum der Pflanze benötigt. Bisher bekannte Mechanismen von Bäumen, Stickstoff aufzunehmen, umfassen die direkte Aufnahme von anorganischem Stickstoff und kleineren Molekülen (Aminosäuren, Peptide) aus Bodenvorräten sowie die indirekte Aufnahme über Mikroben. Die Ausscheidung von Proteasen, also Enzymen, die organische Komplexe (z.B. aus Streu) abbauen, wurde für einige nichtholzige Pflanzenarten bereits bestätigt; für Bäume jedoch bisher nicht.

„Dieser Mechanismus bedeutet einen Wettbewerbsvorteil“, erklärt Prof. Dr. Judy Simon, Leiterin des Fachgebiets Ökologische Pflanzenernährung und des neuen Exzellenz-Projekts. „Nutzen Bäume ihn, müssen sie nicht darauf ,warten‘, dass organische Substanz abgebaut und von Mikroorganismen mineralisiert wird. Stickstoff kann so direkt aus der organischen Bodensubstanz aufgenommen werden.“ Ob dies so ist und wenn ja, wie genau der Mechanismus funktioniert, soll das neue Forschungsprojekt klären. Wie das Land Hessen heute (6. 12.) bekanntgab, fördert es das Vorhaben im Rahmen der Landesoffensive zur Entwicklung wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz (LOEWE) - Programmlinie Exploration mit rund 240.000 Euro.

„Mit dem Fokus auf langlebige Gehölze kann dieses Vorhaben wichtige neue Erkenntnisse über die Funktionsweise ökonomisch und ökologisch wertvoller Baumarten und Waldökosysteme liefern“, so Judy Simon. „Das hat großes Potenzial für die Bewirtschaftungsstrategien von Wäldern im Hinblick auf den Klimawandel.“ Doch auch für die Agroforstwirtschaft ist ein tieferes Verständnis der Ernährungskonkurrenz im Boden wichtig. Unter Agroforstwirtschaft versteht man Landwirtschaft neben oder unter Bäumen – eine Methode, der im Klimawandel großes Potenzial nachgesagt wird.

Mit Hefezellen gegen Schädlinge

Ein weiteres Projekt unter Federführung der Hochschule Geisenheim forscht an so genannten Prädator-Hefen, die in Zellen schädlicher Organismen eindringen und sie töten können. Dafür benötigen sie allerdings ein Hungersignal, das im Projekt molekulargenetisch erzeugt werden soll. Ziel ist es, hungernde Prädator-Hefen besser für die Biokontrolle von Schaderregern einsetzen zu können und damit eine Alternative für die Schädlingskontrolle zu entwickeln. Beteiligt ist hier Dr. Roland Klassen vom Fachgebiet Mikrobiologie der Uni Kassel.

Die Förderlinie LOEWE-Exploration soll Forschenden die Freiheit geben, neuartigen, hoch innovativen Forschungsideen nachzugehen.