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19.07.2021

Hitzesommer überleben oder austrocknen?

Studie in hessischen Wäldern nach Trockenjahren: Forscher*innen identifizieren Gene für Dürreresistenz in Buchen

Welche Bäume überstehen trockene Hitzesommer und welche tragen starke Schäden davon? Für Buchen kann man diese Frage nun per Genomanalyse beantworten. Ein Team um Prof. Dr. Markus Pfenninger vom LOEWE-Zentrum für Translationale Biodiversitätsgenomik und dem Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrum hat geschädigte und gesunde Buchen in Hessen untersucht und Bereiche in deren Erbgut identifiziert, die für Dürreresistenz zuständig sind. Anhand dieser DNA - Abschnitte lässt sich für jeden einzelnen Baum sagen, wie gut er längere Trockenperioden übersteht. Dank gezielter DNA-Tests könnten daher widerstandsfähige Exemplare für die Forstwirtschaft ausgewählt und Buchenwälder für den Klimawandel fit gemacht werden. Die Studie hat das Fachmagazin „eLife“ veröffentlicht.

Buchenwald aus der Vogelperspektive 
Quelle: M. Pfenninger, V. Heymann  Markus Pfenninger, LOEWE-TBG In Buchenwäldern haben die Hitzesommer Spuren hinterlassen: Fast die Hälfte der Bäume sind vielerorts in Hessen geschädigt. Quelle: M. Pfenninger, V. Heymann Markus Pfenninger, LOEWE-TBG

Wer im Sommer durch die Wälder streift, sieht immer wieder braune ausgedörrte Blätter und abgestorbene Äste. Die langen Trockenperioden 2018 und 2019 haben Spuren hinterlassen. Das beobachtete auch Prof. Dr. Markus Pfenninger, der am LOEWE-Zentrum für Translationale Biodiversitätsgenomik und am Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrum forscht und an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz lehrt. Etwas fiel ihm besonders ins Auge: „In Buchenwäldern sind nicht alle Bäume gleichermaßen geschädigt. Völlig gesunde stehen unmittelbar neben stark geschädigten Bäumen.“ Solche ungleichen Paare finden sich in ganz Hessen. Aber wie kann das sein?

Die Antwort liegt im Erbgut der Bäume, wie eine Studie von Pfenninger und Kolleg*innen an rund 200 Baumpaaren zeigt. Das Genom der Rotbuchen, also deren gesamte Erbinformation in Form von DNA, umfasst 542 Millionen Bausteine. Einige dieser Bausteine sind bei allen Rotbuchen identisch. Andere unterscheiden sich jedoch von Baum zu Baum. Genau das ist bei gesunden und stark geschädigten Buchen der Fall, wie die Genomanalyse zeigt: Rund 100 DNA-Abschnitte sind demnach für die Dürreresistenz entscheidend. Bei gesunden Bäumen enthalten diese Abschnitte unter anderem Gene, die aus anderen Pflanzen bekannt sind und eine Reaktion auf Trockenstress ermöglichen.

Die individuelle genetische Ausstattung bestimmt darüber, ob eine Buche längere Trockenperioden gut übersteht“, sagt Pfenninger. Molekularökologin Dr. Barbara Feldmeyer vom Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrum erläutert: „Wenn wir einzelne Bäume einordnen, können Forstleute gezielt auf besonders widerstandsfähige Bäume setzen, etwa zur Aufforstung. So sind Buchenwälder nachhaltig für den Klimawandel gerüstet.“

Lesen Sie mehr auf der Seite der Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung

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