Ökologie & Biodiversität

Der Stickstoffkreislauf. (Quelle: © Nojhan/Wikimedia.org)

Wer mit wem?

Pflanzen sind die wichtigsten Biomasseproduzenten der Natur und treiben direkt oder indirekt die biochemischen Kreisläufe in allen bestehenden Ökosystemen der Erde an. Die Ökosysteme, in denen Pflanzen wachsen, können sehr vielgestaltig sein, wie etwa das Ökosystem eines Bergsees oder das eines tropischen Regenwaldes.

Ziel der ökologischen Forschung ist es, die Reaktion von Pflanzen auf ihre Umgebung zu verstehen.

Wie passen sich Pflanzen im Laufe der Evolution an ihre Umgebung an und wie kommt es zur Entwicklung spezialisierter Ökotypen? Zur Untersuchung dieser Fragen nutzt die moderne Ökologie- neben den klassischen Methoden, wie Bestimmung von Standortfaktoren und Artenzusammensetzung oder Beschreibungen von Wechselwirkungen- mittlerweile auch molekulare Techniken. Genetische Stammbaumanalysen und Genomvergleiche zeigen, welche Gene im Laufe der Evolution möglicherweise zu den entscheidenden Merkmalsveränderungen geführt haben. Diese Hypothesen lassen sich wiederum genetisch- durch das gezielte Ausschalten dieser Gene- überprüfen.

Ein weiterer Schwerpunkt der ökologischen Forschung sind die Analyse von Beziehungen ganzer Lebensgemeinschaften zu ihrer Umwelt (z.B. Stoffflüsse und -kreisläufe). Diese werden immer komplexer, versucht man beispielsweise das Ökosysteme Erde in seiner Gesamtheit zu verstehen. In die ökologischen Forschung werden daher zunehmend Modellierungsansätze integriert. Mit diesen Meta-Ansätzen können Entwicklungen und Szenarien von Individuen auch auf globaler Ebene mathematisch analysiert und simuliert werden. Diese Modell werden beispielsweise  für die Klimaforschung genutzt, um zukünftige Entwicklungen vorhersagen zu können.

Die Kenntnisse über die Beziehungen von Umwelt und Organismen lassen sich auch auf praktische Fragen des Natur- und den Artenschutz (Schutz der Biodiversität) anwenden. Ökologische Gutachten werden beispielsweise hinzugezogen wenn gravierenden Flächennutzungsänderungen geplant sind. Sie bewerten, welche Auswirkungen das jeweilige Vorhaben auf Menschen, Tiere, Pflanzen, Boden, Wasser, Luft, Klima und Landwirtschaft haben wird. Auch im Bereich Umweltmonitoring hat die Biodiversitätsforschung  eine zentrale Rolle. Findet durch den Einsatz von Pestiziden ein Rückgang wichtiger Bestäuber statt? Wie wirkt sich das auf die Erträge der Landwirtschaft aus? Die Biodiversitätsforschung sucht somit auch nach Lösungen, wie sich der Schutz der Artenvielfalt mit den gesteigerten Ansprüchen an die Wirtschaftlichkeit der Flächennutzung miteinander vereinbaren lassen.