„Buchen sollst du suchen“ so lautet ein bekanntes Sprichwort, aber welche ist die richtige und widerstandsfähigste für den Wandel des Klimas und die zunehmenden Hitze- und Trockenperioden? Ein Forscherteam um Prof. Dr. Markus Pfenninger vom LOEWE-Zentrum für Translationale Biodiversitätsgenomik und dem Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrum hat sich mit dieser Frage beschäftigt. Die Antwort liegt in den Genen der Bäume, jedenfalls bei Buchen.
Dürreresistenz ist im Erbgut verankert
Die Trockenperioden aus 2018 und 2019 haben in den Wäldern Spuren hinterlassen, besonders fiel Pfenninger ins Auge, dass in Buchenwäldern nicht alle Bäume gleichermaßen geschädigt sind. Neben stark geschädigten stehen völlig gesunde Exemplare und solche ungleichen Paaren finden sich in ganz Hessen. Er stellte sich die Frage wie das denn sein kann.
Die Studie an ca. 200 Baumpaaren zeigte, dass die Antwort im Erbgut liegt: Von den 542 Mio Bausteinen in der DNA von Rotbuchen unterscheiden sich manche von Baum zu Baum, ca. 100 DNA-Abschnitt sind für die Dürreresistenz entscheidend. Diese Abschnitte enthalten bei gesunden Bäumen u. a. Gene, die aus anderen Pflanzen bekannt sind und eine Reaktion auf Trockenstress ermöglichen. Es entscheidet also die individuelle genetische Ausstattung darüber, ob eine Buche längere Trockenperioden gut übersteht.
Molekularökologin Dr. Barbara Feldmeyer vom Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrum erläutert dazu: „Wenn wir einzelne Bäume einordnen, können Forstleute gezielt auf besonders widerstandsfähige Bäume setzen, etwa zur Aufforstung. So sind Buchenwälder nachhaltig für den Klimawandel gerüstet.“ Dafür haben die Wissenschafter basierend auf den Ergebnissen einen Test entwickelt, mit dem die Dürreresistenz bereits im Samen von Buchen nachweisbar ist.
Ergebnisse in die Praxis übertragen
Fagus sylvatica, die Rotbuche, ist weitverbreitet in Europa und kommt mit den unterschiedlichsten Standorten zurecht. Sie spielen eine große Rolle in der naturnahen Waldwirtschaft und bieten Lebensraum für viele Arten.
Für die Studie untersuchten die Forscher 2019 und 2020 Buchen an ca. 200 Standorten in ganz Hessen. Sie wählten jeweils einen gesund aussehenden Baum und einen durchschnittlich fünf Meter entfernt stehenden Baum mit stark vertrockneten oder fehlenden Blättern. Im Labor gewannen sie aus den noch grünen Blättern die DNA, basierend auf den Genomdaten entstand ein Test mit molekularen Markern für die Dürreresistenz-Gene. Bei einer Überprüfung an 90 Buchen lag die Erfolgsquote bei 99 %. Nun müssen die Ergebnisse in die Praxis umgesetzt werden, um ein einzigartiges Ökosystem zu erhalten, so Pfenninger, denn „Denn der nächste Hitzesommer wird kommen – früher oder später.“
Genomic basis for drought resistance in European beech forests threatened by climate change
Quelle: Senckenberg Naturmuseum Frankfurt
