SP6 – Untersuchungen der Zusammenhänge zwischen Umweltvariationen, Pflanzenphänologie und Interaktionen von Pflanzen und Herbivoren

• Antragsteller: Dr. Dirk Zeuss
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 507084794

Wechselwirkungen zwischen Pflanzen und Herbivoren beeinflussen massgeblich die Dynamik von Artgemeinschaften und Ökosystemprozessen. Die Beziehungen zwischen Pflanzen und Insektenherbivoren werden zu einem grossen Teil durch Phytochemie vermittelt. Daher können Faktoren, welche die Phytochemie wesentlich verändern, weitreichende Ökosystemkonsequenzen haben. Innerartliche phytochemische Unterschiede variieren nicht nur zwischen Pflanzengenotypen, sondern hängen auch vom Wachstumsstadium einer Pflanze ab. Allerdings ist nur wenig erforscht wie Interaktionen zwischen Wachstumsstadium, Pflanzenchemie und den Trade-offs zwischen Wachstum und chemischer Verteidigung durch Umweltvariationen und Stress beeinflusst werden. Das übergeordnete Ziel dieses Projekts ist es, herauszufinden, wie rhythmische Wachstumsmuster, Herbivorie, Trockenheit und klimatische Gradienten die Eichenchemie und die Wechselwirkungen zwischen Eichen und Herbivoren beeinflussen. Dazu verwenden wir den Eichenklon DF159, der es uns ermöglicht, die Entwicklungs- und Genotyp-Variabilität zu kontrollieren. SP6 hat drei Hauptziele: O1 konzentriert sich auf die Wechselwirkungen zwischen Eichenwachstum und chemischer Verteidigung und deren Folgen für blattkauende und saugende Insekten entlang der Wachstumsstadien der Eiche und in Reaktion auf Trockenheit und Herbivorie. Wir werden die Mechanismen, die diesen Beziehungen zugrunde liegen, unter kontrollierten Bedingungen im Ecotron erforschen. Die Übertragbarkeit auf reale Systeme wird an halbkontrollierten und unkontrollierten Freilandstandorten getestet; O2 zielt darauf ab, zu erforschen, wie sich Veränderungen der vertikalen mikroklimatischen Bedingungen innerhalb eines Waldes auf die Beziehungen zwischen Triebwachstum, Blattchemie und Herbivorie auswirken. Anpassungen an unterschiedliche mikroklimatische Bedingungen werden in Klimakammerexperimenten getestet. O3 zielt darauf ab, eine automatisierte Erfassung der Herbivorie auf der Grundlage der von Phenocams (C2) aufgenommenen digitalen Bilder zu entwickeln. Erleichterte Echtzeit-Herbivoremessungen ermöglichen es, die räumlich-zeitliche Abdeckung und die Auflösung zu erhöhen, die für ein ganzheitlicheres Bild der Zusammenhänge zwischen Trockenheit, Pflanzenphysiologie, Pflanzenphänologie und Herbivorie erforderlich sind. Unsere Ziele tragen zu dem übergeordneten Ziel der Forschungsgruppe (C1-O3) bei, Eichenklone als Modell für die ökologisch-evolutionäre Forschung an Waldbäumen zu etablieren. O1 und O2 werden zu einem besseren Verständnis der phänotypischen Plastizität und des Stressgedächtnisses des Eichenholobionten unter Trockenheit und damit zum übergreifenden Ziel C1-O1 beitragen. Durch die Entwicklung eines Arbeitsablaufs zur automatisierten zeitlich-aufgelösten Identifizierung von Herbivorie und Wachstumsstadien ist unser O3 für das übergeordnete Ziel C1-O2 von zentraler Bedeutung, welches darauf abzielt PhytOakmeter zu einer Forschungs- und Überwachungsplattform zu entwickeln.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 5571: PhytOakmeter - Erforschung von Akklimatisierung und Anpassung von langlebigen Waldbaum-Holobionten an ökologische Veränderungen und den Klimawandel mittels klonaler Eichen Phytometer
• Internationaler Bezug: Schweiz
• Partnerorganisation: Schweizerischer Nationalfonds (SNF)
• Mitverantwortliche: Dr. Lea Heidrich; Professor Dr. Thomas Nauss
• Kooperationspartner: Dr. Michael Eisenring, Ph.D.; Professor Dr. Martin Gossner