Wie Pflanzen auf den Klimawandel reagieren

Weinheim. 14. April 2020. Das Weltklima verändert sich. Ob und wie Pflanzen sich daran in Zukunft anpassen werden untersuchte Biologe Dr. Moises Exposito-Alonso in seiner Dissertation „On climate change and genetic evolution in Arabidopsis thaliana“. Um Vorhersagen zu treffen, wie unterschiedliche Populationen der Pflanze Ackerschmalwand mit den Folgen des Klimawandels zurechtkommen, startete er ein Experiment mit 500 verschiedenen Ackerschmalwand-Stämmen mit bekannten Genomen, die parallel in 24.000 Töpfen in Madrid (Spanien) und Tübingen (Deutschland) ausgesät wurden. Die eine Hälfte der Pflanzen wurde gering, die andere ausreichend bewässert. Am Ende des Experiments wurden trockene Pflanzen gesammelt, um deren Fitness in Form der Samenanzahl mit automatisierter Bildanalyse abzuschätzen. So entstand die erste genomweite Karte über Auswirkungen des Klimas auf eine Pflanzenart, die Vorhersagen über die genetische Widerstandsfähigkeit von Pflanzen gegenüber zukünftigen Klimaveränderungen in Europa ermöglicht. Für seine Forschungsergebnisse erhält der 30-jährige Nachwuchswissenschaftler den Karl-Freudenberg-Preis der Freudenberg Gruppe, der jährlich von der Heidelberger Akademie der Wissenschaften vergeben wird.

Neue Erkenntnisse in Wissenschaft und Forschung sind die Grundlage für technologische Innovationen der Zukunft“, so Dr. Luis Lorenzo, Leiter Freudenberg Technology Innovation. „Die Freudenberg Gruppe als innovatives und global tätiges Technologieunternehmen fördert Nachwuchswissenschaftler wie Exposito-Alonso, die einen wichtigen Beitrag leisten, um unsere wissenschaftlichen Kenntnisse in unterschiedlichen relevanten Bereichen zu verbessern.“ Aktuell ist der Preisträger als Nachwuchsgruppenleiter am Department of Plant Biology bei der Carnegie Institution for Science in Stanford, USA, tätig, 2018 promovierte er am Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie in Tübingen. Seine Arbeit wurde in der angesehen Zeitschrift Nature veröffentlicht. „Als ich an einem sonnigen Wintermorgen in Kalifornien meinen Kaffee trank und die Mails checkte, las ich, dass ich den Preis gewonnen hatte und dachte: Wow – das ist ein bedeutender Preis, das habe ich nicht erwartet. Ich fühlte mich sehr geehrt.“

„Ich möchte die Natur verstehen, um sie zu schützen, das ist mein Motto“, so Exposito-Alonso. „Dieses Projekt war mein wissenschaftlicher Traum.“ Vier Jahre lang hat er an dem Projekt gearbeitet. „Ich las in dieser Zeit sehr viel Fachliteratur und schrieb Computerprogramme, um die biologischen Daten zu analysieren.“ Für Madrid musste er außerdem einen Standort finden, an dem er die Pflanzen anbauen konnte. Zusätzlich baute er vor Ort einen Unterstand als Schutz vor Regen, entwarf eine Bewässerungsanlage und stellte ein Team ein, das Tausende von Pflanzensamen gleichzeitig aussäte. „Ich hoffe, dass diese neuen Ergebnisse die datenbasierte und evolutionsbiologische Grundlage für das Verständnis des Klimawandels und dessen Auswirkungen auf Pflanzen sein werden und helfen werden, diese zu erhalten“, so der Nachwuchswissenschaftler.
1986, zum 100. Geburtstag des Heidelberger Chemikers Karl Johann Freudenberg, stiftete Freudenberg den Karl-Freudenberg-Preis zur Förderung des naturwissenschaftlichen Nachwuchses in Baden-Württemberg. Prämiert werden wissenschaftliche Arbeiten aus dem Bereich der Naturwissenschaften – insbesondere aus Chemie und Biologie. Der Preis wird jährlich verliehen und ist mit 10.000 Euro dotiert. Nominierungen und das umfassende Auswahlverfahren übernehmen die Mitglieder der Mathematisch-naturwissenschaftlichen Klasse der Heidelberger Akademie der Wissenschaften (Landesakademie der Wissenschaften von Baden-Württemberg) sowie Hochschullehrer und Institutsleiter in Heidelberg.