Verknüpfung bodenchemischer Vermächtnisse mit Wurzelökonomie zur besseren Vorhersagbarkeit von Rückkopplungen zwischen Pflanze und Boden

• Antragsteller: Benjamin Delory, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme ; Organismische Interaktionen, chemische Ökologie und Mikrobiome pflanzlicher Systeme
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 470604360

Durch die Veränderung biotischer und abiotischer Komponenten erzeugen Pflanzen im Boden Vermächtnisse, die die lokale Koexistenz von Arten dadurch beeinflussen können, dass sie die relative Leistung von Pflanzenarten in einer Gemeinschaft modifizieren. Diese Rückkopplungen zwischen Pflanze und Boden werden oft durch eine Vielzahl von gleichzeitig wirkenden Mechanismen verursacht, wie z.B. Vorenthaltung von Ressourcen, Wurzelexudation oder Veränderungen von Struktur und Funktion mikrobieller Bodengemeinschaften. In den letzten Jahren wurden große Fortschritte im Verständnis der mikrobiellen Vermächtnisse im Boden und ihrer Bedeutung für die Populations- und Entwicklungsdynamik von Phytozönosen erzielt. Die Rolle, die bodenchemische Vermächtnisse bei der Steuerung von Rückkopplungen zwischen Pflanze und Boden spielen, muss jedoch noch geklärt werden.Bodenchemische Vermächtnisse entstehen durch dynamische Veränderungen in der Identität, Diversität und Häufigkeit von organischen Verbindungen in der Bodenlösung einer Pflanzengemeinschaft, die je nach Umweltkontext hunderte (wenn nicht tausende) von Metaboliten enthalten können. Obwohl neuere Erkenntnisse darauf hindeuten, dass einige Pflanzenarten durch Veränderungen ihrer Wurzelsuchstrategie auf chemische Vermächtnisse im Boden reagieren können, ist weiterhin unklar, ob diese chemischen Rückkopplungen zwischen Pflanze und Boden die Interaktionen zwischen Pflanzen beeinflussen und die Koexistenz lokaler Arten beeinflussen können. Darüber hinaus wissen wir weiterhin nicht, warum einige Arten auf chemische Vermächtnisse im Boden reagieren und andere nicht. Dies ist eine wichtige Wissenslücke, wenn man bedenkt, dass von allen Mechanismen, die Pflanzen zur Interaktion mit ihrer biotischen Umwelt nutzen, viele auf der Synthese, Freisetzung und Erkennung von chemischen Hinweisen und Signalen durch ober- und unterirdische Pflanzenorgane beruhen. Das Hauptziel dieses Forschungsprojekts ist es, unser Verständnis der zugrundeliegenden Mechanismen der Koexistenz von Pflanzenarten zu verbessern, indem wir die Rolle der chemischen Vermächtnisse im Boden bei Rückkopplungen zwischen Pflanze und Boden sowie deren Abhängigkeit von der Wurzelökonomie explizit berücksichtigen. Dieses Ziel wird im Kontext globaler Umweltveränderungen (erhöhter N-Verfügbarkeit) in Graslandgesellschaften als Modellsystem untersucht. Dieses Projekt hat drei spezifische Ziele: (1) Untersuchung, ob die Wurzelökonomie als Reaktionen von Pflanzen auf bodenchemische Signale vorhergesagt werden kann, (2) Untersuchung, inwieweit Anzahl an Pflanzenarten und N-Verfügbarkeit die bodenchemischen Vermächtnisse beeinflussen und (3) Bereitstellung neuer Erkenntnisse zu den ökologischen Konsequenzen bodenchemischer Vermächtnisse durch die Erforschung deren Einflusses auf die nächste Pflanzengeneration. Alle Forschungsfragen werden mit neuen experimentellen Ansätzen und modernsten Methoden der funktionellen und chemischen Ökologie angegangen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Niederlande