{"id":314,"date":"2022-11-21T14:50:00","date_gmt":"2022-11-21T14:50:00","guid":{"rendered":"https:\/\/buergeruni.hhu-blog.de\/?p=314"},"modified":"2025-02-07T10:16:31","modified_gmt":"2025-02-07T09:16:31","slug":"eine-kleine-pflanze-wird-zum-star-fuer-buergerwissenschaft","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/buergeruni.hhu-blog.de\/index.php\/2022\/11\/21\/eine-kleine-pflanze-wird-zum-star-fuer-buergerwissenschaft\/","title":{"rendered":"Eine kleine Pflanze wird zum Star f\u00fcr B\u00fcrgerwissenschaft"},"content":{"rendered":"\n

von Petra Bauer und Bruno Andreas Walther, Institut f\u00fcr Botanik an der HHU<\/em><\/p>\n\n\n\n

Neues Projekt will die \u00d6ffentlichkeit in pflanzengenetisches Forschungsprojekt einbinden<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Die meisten Menschen treten sie wahrscheinlich\nmit F\u00fc\u00dfen und wissen gar nicht, dass sie da auf einem Star der\nPflanzenwissenschaften herumtrampeln. <\/p>\n\n\n\n

Dieser Megastar in den Pflanzenwissenschaften ist eine kleine unscheinbare Bewohnerin der Stadt D\u00fcsseldorf, hei\u00dft mit wissenschaftlichem Namen Arabidopsis thaliana<\/em> und mit deutschem Namen Ackerschmalwand (oder G\u00e4nsekresse)1<\/a><\/sup> und lebt mit ihresgleichen auf Wegesr\u00e4ndern, Brach- und Gr\u00fcnfl\u00e4chen bevorzugt in st\u00e4dtischen Gebieten. Des \u00d6fteren sieht man sie auch in den Fugen zwischen Pflastersteinen. Die gestauchte Achse mit wechselst\u00e4ndigen Bl\u00e4ttern am St\u00e4ngelgrund ist eine kleine, flache Rosette. Mit nur einer solchen Rosette an der Oberfl\u00e4che begibt sich diese Pflanze in die Winterruhe, und sie meldet sich erst zur\u00fcck, wenn im M\u00e4rz die Temperaturen ansteigen und die Tage l\u00e4nger werden. Dann schie\u00dft sie in die H\u00f6he, bl\u00fcht, und fruchtet. Ihre zahlreichen Samen fallen im April aus den offenen Schoten, und k\u00f6nnen dann sogar von Hundepfoten und Schuhsohlen verbreitet werden. Schon kurz danach ist die Ackerschmalwand wieder spurlos verschwunden, die Samen verschlafen den Sommer, bis die n\u00e4chste Generation als Rosette im Herbst wieder auftaucht.<\/p>\n\n\n\n

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In manchen Jahren sehen wir die Ackerschmalwand h\u00e4ufig, so auch in diesem Jahr. Im April 2022 begab sich Lehramtsstudentin Sarah Weirauch auf die Suche nach bl\u00fchender Ackerschmalwand in D\u00fcsseldorf. Mit ihrem Fahrrad durchstreifte Sarah bei sch\u00f6nem Wetter die Stadt und entdeckte an nur drei Tagen Ackerschmalwand-Individuen an acht Standorten (siehe Karte oben). Sie notierte Gr\u00f6\u00dfen- und Farbunterschiede der Rosetten, und die Vermehrung erschien nicht an allen Orten mit derselben Intensit\u00e4t zu passieren.<\/p>\n\n\n\n

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Fotos von S. Weirauch, P. Bauer
Aufgesp\u00fcrte Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana<\/em>) im Rahmen der Bachelorarbeit von Lehramtsstudentin Sarah Weirauch 2022 im Stadtgebiet D\u00fcsseldorf; im April 2022 bl\u00fchende und fruchtende Pflanze hervorgehoben durch ein Blatt Papier (rechts). Im Oktober 2022 Rosette der n\u00e4chsten Generation in Winterruhe (links).<\/p>\n\n\n\n

Was Sarah mit ihrer Detektivarbeit herausfinden wollte, waren die Antworten auf einige Fragen, die sie sich mit ihrer Bachelorarbeit gestellt hatte:<\/p>\n\n\n\n

\u2022 Lassen sich Ackerschmalwandpflanzen einfach im Stadtgebiet finden und deren Erbinformationen im Hinblick auf beschriebene morphologische und genetische Merkmale2<\/a><\/sup> untersuchen, um darauf aufbauend sp\u00e4ter ein interessantes \u00f6kologisches Schulprojekt zu entwickeln?<\/p>\n\n\n\n

\u2022 Sind alle Ackerschmalwand-Individuen im Stadtgebiet eng miteinander verwandt? Oder gibt es hier Unterschiede?<\/p>\n\n\n\n

Einen ersten Hinweis lieferten Untersuchungen des FRIGIDA<\/em> Gens. Wie der Name andeutet, beeinflusst FRIGIDA<\/em>, abgek\u00fcrzt auch FRI<\/em>, wie fr\u00fch Pflanzen nach einer K\u00e4lteeinwirkung bl\u00fchen3<\/a><\/sup>. Sarah sammelte Pflanzenproben von den acht Ackerschmalwand-Standorten und gewann daraus die Erbsubstanz, chemisch gesprochen DNS (Desoxyribonukleins\u00e4ure, ein langes Kettenmolek\u00fcl zusammengesetzt aus vier verschiedenen Bausteinen in unterschiedlichen Abfolgen, welches die Erbinformationen kodiert). Mit Hilfe der PCR Methode (Polymerase Kettenreaktion) vervielf\u00e4ltigte Sarah kleine St\u00fccke aus den FRI<\/em> Genen ihrer gesammelten Pflanzen und entschl\u00fcsselte die darin enthaltene Erbinformation durch DNS Sequenzierung, d.h. durch Bestimmung der Abfolge der vier DNS Bausteine.<\/p>\n\n\n\n

Was uns verbl\u00fcffte, war festzustellen, dass diese FRI<\/em> Erbinformationen tats\u00e4chlich denen von Ackerschmalwand-Pflanzen \u00e4hnelten, die aus entfernten Teilen Europas und Amerikas stammten und in der Literatur genauso beschrieben waren4<\/a><\/sup>. So kam uns Ackerschmalwand, diese kleine unscheinbare Art, so zusammengew\u00fcrfelt und divers vor wie die menschlichen Einwohner in D\u00fcsseldorf. Die Unterschiede im FRI<\/em> Gen deuteten an, dass manche Ackerschmalwand-Individuen genetisch bedingt wohl fr\u00fcher bl\u00fchen als andere. Vielleicht hat der kurze Winter in 2021-2022 dazu beigetragen, dass sich bestimmte genetische Varianten der Ackerschmalwand in diesem Jahr so richtig wohl f\u00fchlten und darum besonders gut vermehrten.<\/p>\n\n\n\n

Wer wei\u00df, was die Ackerschmalwand sonst noch an genetischen Sch\u00e4tzen zu bieten hat? Vielleicht eine Anpassung an die von Menschen geschaffenen Pflasterfugen, die sich schnell erw\u00e4rmen und mit Sand gef\u00fcllt trocken und n\u00e4hrstoffarm sind? Denn es ist schon beeindruckend, mit welchen Tricks einige Pflanzenspezialisten in den Pflasterfugen in den St\u00e4dten \u00fcberleben!5<\/a><\/sup><\/p>\n\n\n\n

Diese Pflasterpflanzen waren auch im Mittelpunkt von zwei Veranstaltungen, bei denen wir B\u00fcrger*innen die erstaunlichen Anpassungen dieser Pflanzen n\u00e4herbrachten. Von den Pflasterpflanzen verzaubern lie\u00dfen sich die Besucher*innen unseres Science Lunch Events im Juli im Botanischen Garten (ausgerechnet am hei\u00dfesten Tag des Jahres, der Klimawandel l\u00e4sst gr\u00fc\u00dfen) und der Nacht der Wissenschaften der HHU im September. Die Besucher*innen bestaunten das unterschiedliche Wachstum unserer Ackerschmalwand-Laborpflanzen in verschiedenen k\u00e4uflichen Verfugungsmaterialien (also die Plastizit\u00e4t, mit der sich die Pflanzen in unterschiedlichen Umwelten v\u00f6llig anders entwickeln) und nahmen kinderleicht selbst-isolierte DNS im Reaktionsgef\u00e4\u00df mit nach Hause. Und wir waren schwer beeindruckt von den Schilderungen und Bem\u00fchungen vieler Mitb\u00fcrger*innen, in den Pflasterfugen vor ihren Wohnh\u00e4usern ein buntes Leben von Pflanzen und Sandbienen zu erhalten.<\/p>\n\n\n\n

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Fotos von K. Panigrahi, A. Kumari
Mitarbeitende und Studierende des Instituts f\u00fcr Botanik im Austausch mit B\u00fcrger*innen \u00fcber \u00f6kologische und genetische Anpassungen von Pflanzen bei einem Science Lunch Event im Botanischen Garten im Juli (links) und der Nacht der Wissenschaft auf dem Schadowplatz und im Haus der Universit\u00e4t (rechts) im September 2022.<\/p>\n\n\n\n

Ab 2023 soll die Ackerschmalwand nun eine noch gr\u00f6\u00dfere Star-Rolle zugeteilt bekommen. Der Sonderforschungsbereich TRR 341 \u201ePlant Ecological Genetics\u201c (pflanzen\u00f6kologische Genetik) will als Verbundprojekt mehrerer Universit\u00e4ten B\u00fcrgerwissenschaftler*innen gewinnen, genau wie Sarah auf Entdeckungsreise zu gehen und Standorte der Ackerschmalwand und einigen \u00e4hnlichen Arten aufzusp\u00fcren. Dieses neue Citizen Science Projekt (oder B\u00fcrgerwissenschaftsprojekt) zielt darauf ab, naturinteressierte Vereine und Organisationen, Institutionen des Bildungssektors, Studierende, Schulen und die interessierte \u00d6ffentlichkeit einzubinden, um gemeinsam mit Wissenschaftler*innen Daten \u00fcber \u00f6kologische und genetische Anpassungen zu sammeln und zu analysieren und so die genetischen Anpassungen der Pflanzen an schnell fortschreitende Umweltver\u00e4nderungen besser zu verstehen6<\/a><\/sup>,<\/sup>7<\/a><\/sup>. Gleichzeitig soll durch Wissenstransfer und \u00d6ffentlichkeitsarbeit das Bewusstsein gesch\u00e4rft werden f\u00fcr<\/p>\n\n\n\n

\u2022 die Bedeutung von Pflanzen in \u00d6kosystemen,<\/p>\n\n\n\n

\u2022 die verschiedenen Herausforderungen und\nBedrohungen, denen Pflanzen ausgesetzt sind,<\/p>\n\n\n\n

\u2022 die Rolle, die die Genetik bei der Anpassung\nvon Pflanzen an Umweltver\u00e4nderungen spielt.<\/p>\n\n\n\n

Das Citizen Science Projekt hat f\u00fcnf Umsetzungsziele (Engagement, Vorbereitung, Erhebung von Forschungsdaten, Datenanalyse und Datenverbreitung). B\u00fcrgerwissenschaftler*innen k\u00f6nnen zum \u00fcberregionalen Pflanzenmonitoring beitragen, indem sie Daten sammeln, so zum Beispiel mit der mobilen App Flora Incognita8<\/a><\/sup>. Sie k\u00f6nnen aber auch bei der Entwicklung der Sammelmethoden, des Wissenstransfers und der \u00d6ffentlichkeitsarbeit mitarbeiten. So k\u00f6nnen die B\u00fcrgerwissenschaftler*innen zum Beispiel mithelfen, umstrittene Themen wie genetische Ver\u00e4nderungen von Pflanzen mit zu diskutieren und aus anderer Perspektive neu zu denken. Wir hoffen sehr, dass durch das CS Projekt eine lebendige Gemeinschaft von miteinander verbundenen B\u00fcrgerwissenschaftler*innen und Wissenschaftler*innen entsteht. Interessierte B\u00fcrger*innen und Schulen k\u00f6nnen sich gerne bei uns melden: https:\/\/www.puki.hhu.de\/<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

Weitere Informationen finden sich hier:<\/p>\n\n\n

  1. https:\/\/www.deutschlandfunk.de\/arabidopsis-als-modellpflanze-100.html<\/a>, eine besonders gute Abbildung ist auf https:\/\/elifesciences.org\/articles\/06100<\/a> zu sehen. \u21a9\ufe0e<\/a><\/li>
  2. Johanson et al. 2000. Molecular analysis of FRIGIDA, a major determinant of natural variation in Arabidopsis<\/em> flowering time. Science 290:344-347. https:\/\/doi.org\/10.1126\/science.290.5490.344<\/a> \u21a9\ufe0e<\/a><\/li>
  3. Johanson et al. 2000. Molecular analysis of FRIGIDA, a major determinant of natural variation in Arabidopsis<\/em> flowering time. Science 290:344-347. https:\/\/doi.org\/10.1126\/science.290.5490.344<\/a> \u21a9\ufe0e<\/a><\/li>
  4. Johanson et al. 2000. Molecular analysis of FRIGIDA, a major determinant of natural variation in Arabidopsis<\/em> flowering time. Science 290:344-347. https:\/\/doi.org\/10.1126\/science.290.5490.344<\/a> \u21a9\ufe0e<\/a><\/li>
  5. http:\/\/www.flora-deutschlands.de\/Publikationen\/OEKO_2013_02_Pfasterritzengesellschaft.pdf<\/a> \u21a9\ufe0e<\/a><\/li>
  6. https:\/\/zenodo.org\/record\/6587158#.Y2OSNC9Xa_w<\/a> \u21a9\ufe0e<\/a><\/li>
  7. https:\/\/www.puki.hhu.de\/<\/a> \u21a9\ufe0e<\/a><\/li>
  8. https:\/\/floraincognita.com\/<\/a>, siehe auch M\u00e4der et al. 2021. The Flora Incognita app\u2013interactive plant species identification. Methods in Ecology and Evolution 12:1335-1342. https:\/\/doi.org\/10.1111\/2041-210X.13611<\/a> \u21a9\ufe0e<\/a><\/li><\/ol>\n\n\n

    Danksagung zu Recherchen von Marie Knopf, Naima Schommen, Benedikt Stobe, und Sarah Weirauch im Rahmen ihrer Biologie-Bachelorarbeiten.<\/p>\n\n\n\n

    <\/p>\n\n\n\n

    Englische Version des Textes: https:\/\/www.puki.hhu.de\/fileadmin\/redaktion\/Fakultaeten\/Mathematisch-Naturwissenschaftliche_Fakultaet\/Biologie\/puki\/A_small_plant_becomes_a_star_for_citizen_science.pdf<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    von Petra Bauer und Bruno Andreas Walther, Institut f\u00fcr Botanik an der HHU Neues Projekt will die \u00d6ffentlichkeit in pflanzengenetisches Forschungsprojekt einbinden Die meisten Menschen treten sie wahrscheinlich mit F\u00fc\u00dfen und wissen gar nicht, dass sie da auf einem Star der Pflanzenwissenschaften herumtrampeln. Dieser Megastar in den Pflanzenwissenschaften ist eine kleine unscheinbare Bewohnerin der Stadt […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":315,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":"[{\"content\":\"https:\/\/www.deutschlandfunk.de\/arabidopsis-als-modellpflanze-100.html<\/a>, eine besonders gute Abbildung ist auf https:\/\/elifesciences.org\/articles\/06100<\/a> zu sehen.\",\"id\":\"c837f122-e99b-4ad7-a2db-ddc1b59fc6f1\"},{\"content\":\"Johanson et al. 2000. Molecular analysis of FRIGIDA, a major determinant of natural variation in Arabidopsis<\/em> flowering time. Science 290:344-347. https:\/\/doi.org\/10.1126\/science.290.5490.344<\/a>\",\"id\":\"eba2fb2d-db79-4dda-b4c0-8ae2e385b929\"},{\"content\":\"Johanson et al. 2000. Molecular analysis of FRIGIDA, a major determinant of natural variation in Arabidopsis<\/em> flowering time. Science 290:344-347. https:\/\/doi.org\/10.1126\/science.290.5490.344<\/a>\",\"id\":\"36274318-e09f-440b-af41-aa506a32fc8a\"},{\"content\":\"Johanson et al. 2000. Molecular analysis of FRIGIDA, a major determinant of natural variation in Arabidopsis<\/em> flowering time. Science 290:344-347. https:\/\/doi.org\/10.1126\/science.290.5490.344<\/a>\",\"id\":\"a86d0be0-2855-4ef9-a734-f7bff7194531\"},{\"content\":\"http:\/\/www.flora-deutschlands.de\/Publikationen\/OEKO_2013_02_Pfasterritzengesellschaft.pdf<\/a>\",\"id\":\"fcdd0912-4ed5-4d9a-8187-8d2df4a482e7\"},{\"content\":\"https:\/\/zenodo.org\/record\/6587158#.Y2OSNC9Xa_w<\/a>\",\"id\":\"e5339b0d-bb1c-4e72-a438-e4bcb525658a\"},{\"content\":\"https:\/\/www.puki.hhu.de\/<\/a>\",\"id\":\"48a9be49-013a-4522-ab73-6d743d633f19\"},{\"content\":\"https:\/\/floraincognita.com\/<\/a>, siehe auch M\u00e4der et al. 2021. The Flora Incognita app\u2013interactive plant species identification. Methods in Ecology and Evolution 12:1335-1342. https:\/\/doi.org\/10.1111\/2041-210X.13611<\/a>\",\"id\":\"4aedb183-0096-40d3-91af-b68e1a48c52b\"}]"},"categories":[136],"tags":[26,4,5,94,95],"class_list":["post-314","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-puki","tag-buergeruni","tag-citizen-science","tag-forschung","tag-pflanzen","tag-pflanzenforschung"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/buergeruni.hhu-blog.de\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/314","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/buergeruni.hhu-blog.de\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/buergeruni.hhu-blog.de\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/buergeruni.hhu-blog.de\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/buergeruni.hhu-blog.de\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=314"}],"version-history":[{"count":11,"href":"https:\/\/buergeruni.hhu-blog.de\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/314\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":1035,"href":"https:\/\/buergeruni.hhu-blog.de\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/314\/revisions\/1035"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/buergeruni.hhu-blog.de\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media\/315"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/buergeruni.hhu-blog.de\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=314"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/buergeruni.hhu-blog.de\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=314"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/buergeruni.hhu-blog.de\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=314"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}