|
|
|
| Wissenschaftliche Bedeutung |
| Entwicklungen und Forschung im wissenschaftlichen Umfeld |
|
Erfolgreiches Management von Nutzpflanzensystemen setzt Grundlagenkenntnisse und deren Vertiefung aus den Gebieten der ökophysiologie, Biochemie, Molekularbiologie und Genetik voraus. Dennoch ist der Transfer solcher Kenntnisse und entsprechender Forschungskonzepte in die forst- und landwirtschaftlichen Disziplinen gerade in Mitteleuropa vernachlässigt. Die nach wie vor bestehenden Kenntnisdefizite zu den Gesetzmäßigkeiten ökologischer Fitneß in Nutzpflanzen stehen einer anzustrebenden Minimierung von Störanfälligkeit und Energieaufwand in forst- und landwirtschaftlichen Pflanzensystemen entgegen. Der zur Weiterführung beantragte SFB 607 erarbeitet die für den geforderten Kenntnistransfer unumgängliche, mechanistische Datenbasis. So werden Ansätze der oben genannten biologischen Grundlagendisziplinen in die angewandte biologische Forschung der Forst- und Landwirtschaft integriert. Diese Verknüpfung gewährleistet das zunehmend in seiner Notwendigkeit erkannte, heute in der biologisch/ökologischen Forschung angestrebte ganzheitliche Systemverständnis. Letzteres bildet auch in Forst- und Landwirtschaft eine zwingende Voraussetzung, molekularbiologische Prozesse mit jenen auf der Bestandsebene in Beziehung zu setzen und ökologisch zu deuten. Erst eine solche Basis ermöglicht effizientes Management und Nachhaltigkeit.
Der SFB 607 greift Forschungslinien auf, wie sie beispielhaft in den neunziger Jahren in Review-Bänden von MOONEY, WINNER & PELL 'Plant Response to Multiple Stress'(AP, 1991), SCHULZE 'Flux Control in Biological Systems'(AP, 1994) oder BAZZAZ & GRACE 'Plant Resource Allocation', (AP, 1997) eingefordert wurden. Die dort durchgängig vertretene Argumentation zeigt auf, dass die Existenz und systemaren Eigenschaften von Pflanzen und Beständen nur auf der Basis des Allokationsgeschehens gedeutet werden können. Letzteres ist jedoch weit weniger verstanden als eine Vielzahl gut untersuchter Stoffwechselwege, auf deren Basis allein die erforderliche Integrationsleistung nicht erzielbar ist. Die Regulation der Ressourcenallokation wird gesteuert von Mechanismen der Signalübertragung und Induktion von Stoffwechselreaktionen (z.B. Resistenz, Wuchsmuster). Der Klärung dieser Mechanismen trägt der SFB 607 ebenfalls Rechnung, aufbauend auf der erfolgreichen, biochemischen und molekularbiologischen Forschung der neunziger Jahre (GRANT et al. 1996; BATZ et al. 1998; PONCHET et al. 1999; SANDERMANN 2000; HEATH 2000), mit dem Ziel, den Wissensrückstand über Wirkungsgefüge zwischen Signalketten und metabolischer Empfindlichkeit in Pflanzen gegenüber entsprechenden Beziehungen in tierischen Systemen (Medizin) aufzuholen. Bezüge zu vorausgegangenen SFBs in Bayreuth, Würzburg und Darmstadt, die eine Ausgangsbasis für den SFB 607 bieten, sowie zur intensiven, ökophysiologischen Forschung in Waldökosystemen der achtziger Jahre wurden während der Planung zu SFB-Phase I berücksichtigt. Der mechanistische Ansatz des SFB 607 erarbeitet die Datenbasis zur Einschätzung künftiger Waldentwicklung, wie eingefordert im Review-Band SHEPPARD & CAPE 'Forest Growth Responses to the Pollution Climate of the 21st Century' (Kluwer, 1999).
Zugrundeliegendes Prinzip der im SFB 607 angestrebten Integration sind Analyse und 'Skalieren' der Regulation pflanzeninterner und -externer Ressourcenverteilung zwischen den biologischen Organisationsebenen - nach gleichen Ansätzen und Hypothesen in forst- und landwirtschaftlichen Nutzpflanzen. Hier basiert der SFB vor allem auf den grundlegenden Ausführungen des Review-Bandes von EHLERINGER & FIELD 'Scaling of Physiological Processes: Leaf to Globe' (AP, 1993) und erweitert die mechanistische Basis zur Einschätzung pflanzlicher Entwicklung in der sich ändernden Umwelt sowie zur in diesem Kontext an Bedeutung gewinnenden Disziplin der Biogeochemie (SCHLESINGER 'Biogeochemistry - An Analysis of Global Change', AP, 1997). Treibende Einflußgrößen der Ressourcenregulation bilden im SFB 607 neben abiotischen Szenarien vor allem biotische Faktoren, insbesondere standörtliche Konkurrenz-Interaktionen, Wirt/Parasit-Beziehungen sowie Interaktionen zwischen Pflanzen und Bodenorganismen. Mit dieser Land- und Forstwirtschaft verknüpfenden Betrachtung führt der SFB 607 verschiedene, bestehende Forschungslinien zu einer gemeinsamen zentralen, bislang nicht bearbeiteten Fragestellung der angewandten biologischen Disziplinen zusammen: Nutzpflanzen und ihre Bestände im Spannungsfeld zwischen Streß durch Parasiten und Konkurrenten. Dieses Konzept macht den SFB 607 einzigartig und stellt weltweit weiterhin ein Novum dar. Der SFB 607 setzt auf nationaler wie internationaler Ebene mit seinem Land- und Forstwirtschaft integrierenden Konzept richtungsweisende Impulse zur prozeßorientierten Klärung der Existenz und ökonomischen Nutzung der in Mitteleuropa kommerziell relevanten Pflanzenarten und -systeme.
Das Konzept des SFB 607 hat - in seiner Adaptierung für Waldbäume - Eingang gefunden in die COST E6 /EUROSILVA Action 'Forest Tree Physiology Research', hier insbesondere in die Working Group III (WG III) 'Biotic and Abiotic Interactions in Trees'. Im 'Technical Report of WG III' (MATYSSEK R, 2000, Biotic and abiotic interactions in trees. COST Action E6: EUROSILVA, Forest Tree Physiology Research 1996 - 2000, University Oulu /Finland, pp. 14-16) ist festgehalten (s. folgenden Auszug):
'The scientific interest of WG III is the clarification of physiological, biochemical and molecular mechanisms which - while being affected by environmental impact - control the competition for resources and their allocation in forest trees.
.... Mechanisms in this control .... form the common basis for understanding competition for resources both between trees .... at given forest sites and within tree individuals (e.g. root-shoot interrelationships or stress defense). On these grounds, also predisposition to environmental limitations or diseases becomes accessible in mechanistic terms. .... Such mechanisms .... represent the functional basis of individual tree fitness ....
..... Mechanisms are being examined under multi-factorial biotic and abiotic impact, e.g., as being affected by (1) physical interactions between factorial pathways during impact, (2) physiological interactions initiated in tree response through the impacting factors as well as (3) competition between plants and (4) host/parasite relationships. Interactions .... are aimed to be scaled within plants and ... up to forest stands and ecosystems. Dealing with forest trees, also scaling .... across ontogenetic stages and between controlled and natural growth conditions represents .... major emphasis.'
Das Programm zu COST E6 /WG III ist dargestellt in den beiden Publikationen:
- MATYSSEK R (1999) Perspective and Discussion of a Conceptual Framework for the Research in the COST E6/ EUROSILVA Working Group III " Biotic and Abiotic Interactions ". In: Radoglu K, Huttunen S (eds.) Proceedings of the COST E6/ EUROSILVA Workshop 1996 'Resource Utilization from Cell to Canopy' in Thessaloniki (Greece), Oulu University Press, Oulu (Finland), pp. 209-214
- MATYSSEK R (2001) Trends in forest tree physiological research: biotic and abiotic interactions. In: Huttunen S, Heikkilä H, Bucher J-B, Sundberg B, Jarvis PG, Matyssek R, (eds.) Trends in European Forest Tree Physiological Research, Kluwer, The Netherlands, pp. 241-246
|
|
|
|
