Schnelle Anpassung an eine Welt im Wandel? Neue Skalen der transgenerationalen Plastizität bei Pflanzen.

• Antragsteller: Professor Dr. Johannes Metz
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 547125579

Transgenerationale Plastizität (TGP) ist eine faszinierende, nicht genetisch bedingte Abwandlung des Phänotyps der Nachkommen, die durch die elterlichen Erfahrungen mit spezifischen Umweltbedingungen entsteht. Wenn die Umwelt der Eltern und die der Nachkommen korreliert sind, kann diese Abwandlung die Anpassung der Nachkommen an Trockenheit und andere Umweltstressoren verbessern. Daher wird aktuell intensiv diskutiert, ob TGP eine Möglichkeit bietet für schnelle, verbesserte Anpassung von Arten an den Klimawandel. Die empirischen Belege blieben bisher jedoch widersprüchlich. Wir erklären, dass dies wahrscheinlich auf wichtige Defizite in bisherigen Studien zurückgeht. So untersuchten fast alle Studien nur eine einzige Art, gesammelt von einem einzigen Herkunftsort, und untersuchten diese Art lediglich unter kontrollierten Bedingungen ohne Konkurrenz. Die meisten Studien ließen also außer Acht, dass Arten diverse Umwelt- und Klimabedingungen besiedeln und dort in Gemeinschaften mit zahlreichen anderen Pflanzen interagieren. Die Forschungsarbeiten unseres Antrags sollen diese Defizite überwinden und zwei entscheidende Fragen untersuchen: Ändert sich die Stärke von TGP systematisch entlang von klimatischen Gradienten, und zwar für funktionelle Merkmale über den gesamten Lebenszyklus von Pflanzen? Und verbessert TGP die Anpassungsfähigkeit ganzer Pflanzengemeinschaften mit zahlreichen interagierenden Arten? Wir planen zwei große, korrespondierende Experimente zu TGP bezüglich Trockenstress an einjährigen Pflanzenarten aus Habitaten entlang eines natürlichen Niederschlagsgradienten in Israel. Das eine Experiment wird auf der Skala des Niederschlagsgradienten über 15 Standorte von ariden bis hin zu mediterranen Bedingungen untersuchen, ob sich die Stärke von TGP systematisch mit dem Klima ändert. Das andere wäre unseres Wissens das erste Experiment überhaupt, das TGP auf der Skala ganzer Pflanzengemeinschaften untersucht, wofür wir definierte transgenerationale Gemeinschaften mit zahlreichen Arten bilden und unterschiedlichen Umweltbedingungen aussetzen werden. In Kombination werden unsere Experimente entscheidend zu Klärung beitragen, ob TGP die Anpassungsfähigkeit von Pflanzen an zunehmende Trockenheit mit dem Klimawandel tatsächlich erhöhen kann.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Israel
• ausländischer Mitantragsteller: Professor Dr. Itamar Giladi