Marburg 03.04.2019 (wm/red) Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert das Projekt „MAdLand – Molekulare Adaptation an das Land: Evolutionäre Anpassung der Pflanzen an Veränderung“ als Schwerpunktprogramm (SPP). Der Marburger Zellbiologe Prof. Dr. Stefan Rensing koordiniert das Programm, das voraussichtlich im März 2020 beginnt und mit etwa 6 Millionen Euro zunächst für eine Laufzeit von drei Jahren gefördert wird.
Weltweit sterben jährlich mehr Menschen an Hunger und Mangelernährung als an Krebs und kardiovaskulären Erkrankungen. Pflanzen bilden bei weitem die größte Quelle für Biomasse und damit für die Ernährung der Weltbevölkerung. „MAdLand“ erforscht vor dem Hintergrund des Klimawandels und der damit verbundenen Folgen, wie Pflanzen sich an schwerwiegende Veränderungen ihrer Umwelt anpassen.

„MAdLand wird eine der dramatischsten Veränderungen der Umwelt, den Habitatwechsel von Wasser auf felsiges Land, untersuchen, um besser zu verstehen, wie sich Pflanzen an Umweltveränderungen anpassen“, sagt Programm-Koordinator Stefan Rensing.

Landpflanzen bilden eine außerordentlich vielfältige Gruppe von Lebewesen, die eine Fülle von Anpassungen an ganz unterschiedliche Lebensräume aufweisen – mächtige Baumriesen gehören ebenso dazu wie zarte Kräuter, Moose genauso wie Blütenpflanzen. Als die ersten Pflanzen vor circa 500 Millionen Jahren an Land gingen, waren sie mit veränderten Umweltbedingungen konfrontiert. So mussten sich die Pioniere unter anderem gegen Austrocknung oder ultraviolette Sonnenstrahlung schützen. Gleichzeitig verursachte der Landgang der Pflanzen einen dramatischen Wandel. Er veränderte die Erdatmosphäre und die Erdoberfläche: Ohne grüne Landpflanzen würde es heute keine Landtiere geben, und damit auch keine Menschen.

Die nächsten Verwandten der Landpflanzen sind charophytische Süßwasseralgen, ihre Vorfahren eroberten das Land. In der Folge evolvierten die ersten Pflanzen einen komplexeren Körperplan, zu dem zum Beispiel Wurzeln oder wurzelähnliche Strukturen gehören. Die Forscherinnen und Forscher von „MAdLand“ versprechen sich aus der Analyse der molekularen Anpassungen von Pflanzen Erkenntnisse, die sich auch auf andere Disziplinen wie Kultur- oder Nahrungswissenschaft übertragen lassen. Erforscht werden sollen auch die genetischen Mechanismen, die bei Charophytenalgen und Nicht-Samenpflanzen die Anpassung an die Bedingungen an Land und die Entwicklung der Komplexität der Pflanzen unterstützten.

Dazu gibt es in Marburg schon einschlägige Vorarbeit. Im vergangenen Jahr fand ein internationales Forschungsteam rund um den Zellbiologen Stefan Rensing Landpflanzengene bei charophytischen Armleuchteralgen.

Die Erbanlagen dieser an mehrarmige Kerzenleuchter erinnernden Algen enthalten zahlreiche evolutionäre Neuerungen, die es ihren Vorläufern ermöglichten, sich auf dem Trockenen breit zu machen. „Die Landpflanzen teilen sich einen gemeinsamen Ahnen mit den Armleuchteralgen“, erklärt Stefan Rensing. Die beiden Linien trennten sich vor mehr als 700 Millionen Jahren. Armleuchteralgen, die im Süßwasser leben, besitzen eine komplexere Morphologie als andere verwandte Algenarten.