Note: Weltweit geraten Ökosysteme durch menschliche Eingriffe und die Folgen des Klimawandels unter Druck. Ihre zentralen Aufgaben, wie die Kohlenstoffbindung und die Aufrechterhaltung von Wasser- und Nährstoffkreisläufe, sind bedroht, wenn sich Pflanzen nicht an die verändernden Temperaturen, Niederschläge, modifizierte Böden und neue Arten in alten Ökosystemen anpassen. TRR 341 „Plant Ecological Genetics“ geht zwei grundsätzlichen Fragen nach: Welche Merkmale, Gene und (epi-)genetischen Varianten bestimmen das Überleben und die Fortpflanzung von Pflanzen in der Natur? Und: Tragen dieselben Gene in unterschiedlichen Pflanzenarten zur Anpassung an ähnliche ökologische Bedingungen bei? Der TRR gliedert sich dafür in zwei Bereiche: Bereich A erforscht die molekularen Mechanismen jener Merkmale, die für die Leistungsfähigkeit von Pflanzen entscheidend sind. Bereich B widmet sich der genetischen Analyse und Modellierung jener Gene, Allele und Eigenschaften, die Anpassungsprozesse in der Natur vorangetrieben haben. Beide Bereiche beschäftigen sich zudem mit den genomischen Mechanismen, die die Anpassungsfähigkeit von Arten überhaupt erst ermöglichen. Basierend auf diesen Arbeiten wollen wir in Zukunft Methoden entwickeln, um die Anpassungsfähigkeit von Pflanzen an sich verändernden Umweltbedingungen vorhersagen zu können. In seiner ersten Phase erzielte der TRR 341 entscheidende Fortschritte: Durch die Kombination von Laborstudien, Freilandversuchen und In-situ-Beobachtungen konnten zahlreiche genetische Varianten identifiziert werden, die die Fitness einzelner Arten unter spezifischen Bedingungen determinieren. Gleichzeitig zeigte sich im Vergleich zwischen Arten, dass selbst stark konservierte Gene unterschiedliche ökologische Funktionen übernehmen können – ein erster Einblick darin, wann und wie adaptive Lösungen über verschiedene Arten hinweg konvergieren oder divergieren. In der zweiten Phase wird der TRR 341 die Suche nach kausalen Genen gezielt weiterführen. Durch deren Identifikation und die quantitative Bestimmung ihrer ökologischen Bedeutung soll geklärt werden, wie Genome adaptive Merkmale hervorbringen und wie diese Merkmale die Leistungsfähigkeit verschiedener Pflanzenarten sichern. Das Konsortium profitiert dabei von einer leistungsstarker Dateninfrastruktur und einem interdisziplinären Doktorandenprogramm in Molekularbiologie und Ökologie. Zudem bleibt der TRR 341 im engen Austausch mit einer wachsenden Community von Citizen Scientists, die auch in der nächsten Phase via die Flora-Incognita-App wertvolle Beiträge leisten können. Durch die enge Verknüpfung von Molekulargenetik und Ökologie möchte der TRR 341 die grundlegenden Prinzipien der Anpassung an sich verändernde Umwelten entschlüsseln. Auf dieser Basis soll es in der Zukunft möglich seine Strategien zum Schutz und zur Wiederherstellung pflanzlicher Ökosysteme zu unterstützen.
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