Forschung

Im Mittelpunkt unserer Forschung stehen Entstehung, Verteilung, Zustand und Erhaltung von Biodiversit?t auf verschiedenen r?umlichen (Landschaft, Habitat, Population, Genom) und zeitlichen (Vergangenheit, Gegenwart) Ebenen. Dabei verbinden wir freiland?kologische Ans?tze (Landschafts-, Vegetations- und Populationsanalysen) mit molekularbiologischen Methoden zur Erfassung genetischer und epigenetischer Variation (SSR-, AFLP-, MSAP- und MIG-Seq-Analysen), um aktuelle Forschungsfragen zu kl?ren. Ein besonderes Anliegen ist in diesem Zusammenhang die Verknüpfung wissenschaftlicher Forschung mit der naturschutzfachlichen Praxis, um damit einen Beitrag zur langfristigen Erhaltung der biologischen Vielfalt zu leisten.

• Vegetations-, Restaurierungs- und Populations?kologie
• Molekulare Biogeographie, Landschaftsgenetik und Sippendifferenzierung
• Naturschutz- und Restaurierungsgenetik
• ?kologische Genetik und Epigenetik

Vegetations-, Restaurierungs- und Populations?kologie

In diesem Forschungsfeld besch?ftigen wir uns schwerpunktm??ig mit dem Einfluss des Landnut-zungswandels auf die Biodiversit?t in der Kulturlandschaft Mitteleuropas, der sich unter anderem im Verlust und der qualitativen Ver?nderung von artenreichen Lebensr?umen ?u?ert und mit ei-nem Rückgang der Artenvielfalt verbunden ist. Wir analysieren der Rückgang von Lebensr?umen auf der Landschaftsebene mittels Geographischer Informationssysteme (GIS) und untersuchen die Ver?nderung der Vegetationszusammensetzung aufgrund von Nutzungsintensivierung oder -aufgabe. Darüber hinaus befassen wir uns mit den Auswirkungen der Restaurierung von artenrei-chen Grünlandbest?nden durch Ansaat von Saatgutmischungen und mit dem Monitoring der anges?ten Best?nde anhand von Dauerbeobachtungsfl?chen. Ein weiterer Schwerpunkt ist der Einfluss des Landnutzungswandels auf die Struktur der Pflanzenpopulationen (z.B. Populations-gr??e und -alter) innerhalb der Lebensr?ume und die Frage wie dieser qualitativ und quantitativ erfasst werden kann. Schlie?lich befassen wir uns mit der Ver?nderung alpiner Vegetation unter den Bedingungen des Klimawandels.

Molekulare Biogeographie, Landschaftsgenetik und Sippendifferenzierung

In Zentrum dieses Forschungsfelds steht die Analyse genetischer Variation als essentieller Kompo-nente der Biodiversit?t im Kontext der Landschaftsgeschichte und -struktur. Von besonderem Interesse ist dabei die (post-)glaziale Wiederbesiedlungsgeschichte Mitteleuropas und die Phy-logeographie heimischer Pflanzenarten. Da sich die Ver?nderung der Landschaftsstruktur in histo-rischer Zeit ebenfalls auf die genetische Variation der Pflanzenarten auswirkt, befassen wir uns im Rahmen dieses Forschungsfelds zudem mit dem Einfluss von Lebensraumalter, Fragmentierung, Isolation und Landnutzung auf die genetische Variation von Pflanzenarten in der Kulturlandschaft. Eine besondere Rolle spielt dabei die Einbeziehung von historischem Pflanzenmaterial aus Natur-kundlichen Sammlungen (Herbarmaterial) und die Verwendung von Material aus DNA-Sammlungen für diese Untersuchungen. In einem aktuellen Vorhaben analysieren wir die zeitliche Ver?nderung der genetischen Variation in der Kulturlandschaft durch den Vergleich früherer und aktueller Proben des Ackerwildkrauts Sherardia arvensis mittels Next-Generation-Sequencing (MIG-Seq). Dazu wird Material aus unserer DNA-Sammlung verwendet, die mittlerweile über 38.000 Proben von 184 Arten enth?lt. Weil Differenzierungsprozesse auf genetischer Ebene letzt-lich bis zur Entstehung neuer Arten führen k?nnen, setzen wir uns zudem mit der Sippendifferen-zierung in den Gattungen Hieracium und Taraxacum auseinander, die in der Kulturlandschaft eine besondere adaptive Radiation erfahren haben.

Naturschutz- und Restaurierungsgenetik

Schwerpunkt dieses Forschungsfelds ist die Untersuchung seltener und gef?hrdeter Pflanzenarten und der Naturschutzma?nahmen zur Erhaltung der betreffenden Populationen. Besonders im Fo-kus des Interesses steht dabei die Frage wie sich der Zustand der In situ-Populationen, die Auf-sammlung von Saatgut im Feld, die Ex situ-Erhaltung in Saatgutgenbanken oder Erhaltungskultu-ren und die anschlie?ende Wiederansiedlung auf die genetische Variation und Fitness der Popula-tionen gef?hrdeter Arten auswirken. Die natürliche genetische Struktur bildet dabei die Grundlage für alle sich anschlie?enden naturschutzfachlichen Ma?nahmen, mit der Zielsetzung die negativen Effekte von In- und Auszucht zu vermeiden. Au?erdem befassen wir uns ausführlich mit der Ex situ-Erhaltung, die eine wichtige Rolle als zentrale Naturschutzma?nahme in verschiedenen Vor-haben zum Aufbau von Saatgutgenbanken (WEL, Bayern Arche, WIPS) spielt. Die natürliche gene-tische Struktur von Pflanzenarten stimmt nicht notwendigerweise mit den biogeographisch-naturr?umlichen Verbreitungseinheiten überein, die für die Ex situ-Erhaltung in Genbanken und die Erzeugung von gebietseigenem Saatgut zugrunde gelegt werden, weswegen wir uns in einem aktuellen Forschungsvorhaben ausführlich mit den populationsgenetischen Grundlagen zur Ab-grenzung dieser Herkunftsregionen auseinandersetzen. In einem weiteren Vorhaben gehen wir zudem der Frage nach welche und wie viele Populationen bzw. Individuen besammelt werden müssen, um die genetische Variation der Arten in der Ex-situ-Erhaltung abzubilden und wie sich diese langfristig auf die genetische Variation auswirkt. Besonderes Interesse finden auch die Aus-wirkungen der Stützung bzw. Wiederansiedlung von Populationen gef?hrdeter Arten. Die An-zucht und Ausbringung von Pflanzenmaterial unter Berücksichtigung naturschutzgenetischer As-pekte kann die Individuenzahl, Fitness und genetische Variation gef?hrdeter Arten deutlich erh?-hen und zu einer Stabilisierung der Arten beitragen. Im Mittelpunkt verschiedener Vorhaben steht daher die Frage, ob sich die Wiederansiedlung von Material aus weiter entfernten Populationen positiv oder negativ auswirkt. Dafür finden unter anderem Kreuzungsexperimente statt.

?kologische Genetik und Epigenetik

Im Rahmen dieses Forschungsfelds setzen wir uns mit dem Einfluss der Umweltbedingungen und der lebensgeschichtlichen Merkmale von Pflanzen auf die genetische und epigenetische Struktur der Arten und ihrer Populationen auseinander. Im Mittelpunkt steht der Einfluss natürlicher Um-weltfaktoren wie Klima, Bodenfeuchtigkeit oder St?rung entlang von Gradienten in Gebirgen, in Mooren oder an Flüssen und der Einfluss anthropogener Umweltfaktoren wie Mahd, Weide, Her-bizide oder Klettern in der Kulturlandschaft. Neben genetischen Techniken setzen wir dabei zu-nehmend auch epigenetische Analysemethoden ein. Da sich die biologischen Merkmale der Pflan-zen ebenfalls auf deren genetische Struktur auswirken, befassen wir uns in diesem Forschungsfeld auch mit der Bedeutung der sexuellen und asexuellen (klonalen) Fortpflanzung auf die genetische Variation innerhalb und zwischen Populationen. Neben Einzelfallstudien spielen Metastudien dabei eine wichtige Rolle. Wir erheben kontinuierlich Literaturdaten zur genetischen Variation und integ-riere diese in eine Datenbank für Metaanalysen, welchen breitere Aussagen über den Zusammen-hang zwischen den lebensgeschichtlichen Merkmalen der Arten und ihrer genetischen Variation erm?glichen. Schlie?lich gehen wir im Rahmen dieses Forschungsfelds auch der Frage nach, ob Artenvielfalt und genetische Vielfalt als zentrale Elemente der Biodiversit?t vergleichbaren Mecha-nismen folgen und wie m?gliche Zielkonflikte zwischen unterschiedlichen Ebenen der Biodiversit?t im praktischen Naturschutz berücksichtigt werden k?nnen.???