Diversität, Ökologie und funktionale Eigenschaften von Medullosa-Farnsamern, charakteristische Pflanzen intramontaner Regionen des frühpermischen, tropischen Pangäas (Mitteleuropa)

• Antragsteller: Dr. Ludwig Luthardt
• Fachliche Zuordnung: Geologie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 511707147

Das Projekt befasst sich mit den Medullosaceae, einer speziellen Gruppe der Farnsamer des späten Paläozoikums. Diese Pflanzen sind bisher vor allem aus den tropischen Wäldern der nordamerikanischen Karbon-Becken bekannt, waren aber auch in saisonal trockenen Wäldern des frühen Perms weit verbreitet. Über die frühpermischen Formen ist bisher kaum bekannt, wie sie aussahen und welche evolutiven Adaptionen sie widerspiegeln in Reaktion auf die sich ändernden Umweltbedingungen im Karbon-Perm-Grenzbereich. Im Versteinerten Wald von Chemnitz, einem vor rund 291 Millionen Jahren durch vulkanische Asche konservierten Waldökosystem, erlaubt die dreidimensionale Erhaltung nahezu kompletter Pflanzen eine detailgetreue Rekonstruktion der Medullosen, inklusive ihres Habitats. In dem dreijährigen Projekt soll zunächst ihre Taxonomie anhand umfangreichen Sammlungsmaterials neu evaluiert werden, um eine realistische Vorstellung von der Diversität der Pflanzengruppe zu erhalten. Für die im Perm vorhandenen Taxa streben wir an, mit Hilfe von systematisch geborgenen Fossilien Modelle kompletter Pflanzen zu erarbeiten, die Aussagen zu Wuchsformen und -architekturen ermöglichen. Ein zweites Ziel ist, die Paläoökologie der Medullosen im größtmöglichen Detail zu charakterisieren, angefangen von den 3D-erhaltenen Wurzelsystemen bis hin zu morphometrischen Analysen an den riesigen farnartigen Wedeln. Ein drittes Ziel des Projekts ist es, physiologische Prozesse der Medullosen anhand anatomischer Parameter zu modellieren. Dafür sollen neue Ansätze zur Quantifizierung des Wasserleitungsvermögens fossiler Pflanzen entwickelt und mittels Computer simuliert werden. Im Ergebnis erhoffen wir uns ein neues methodisches Werkzeug für die Paläobotanik, um Rückschlüsse auf Stoffkreisläufe und atmosphärische Umweltparameter in fossilen Wäldern zu ziehen. Besonders für das frühe Perm ist dies interessant, da zu dieser Zeit eine gravierende Vereisungsphase zu Ende ging. Dass die Medullosen im Kohlenstoff- und Wasserkreislauf dieser zunehmend saisonal trockenen Ökosysteme eine bedeutende Rolle innehatten, wird aufgrund ihrer vermutet hohen Biomasseproduktion und Verdunstungsraten angenommen. Diese Schlüsselparameter sollen im Rahmen des Projekts quantifizierbar werden. In dem sammlungswissenschaftlich orientierten Projekt steht die Ausbildung junger Wissenschaftler mit der Schaffung einer Promotionsstelle sowie mehrerer studentischer Hilfskräfte im Vordergrund. Die wissenschaftliche Arbeit ist eingebettet in ein internationales Kooperationsnetzwerk, das unterschiedliche Expertisen vereint. Für die angestrebte Verknüpfung traditioneller und moderner wissenschaftlicher Methoden kann fast ausschließlich auf die Infrastruktur der antragstellenden Institution bzw. ihrer Kooperationspartner zurückgegriffen werden. Die Wissenschaftskommunikation ist ein weiterer relevanter Programmpunkt, um der Öffentlichkeit inhaltliche Aspekte zu vermitteln und über den Projektfortschritt zu informieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich, Tschechische Republik, USA
• Mitverantwortliche: Dr. Ilja Kogan; Professor Dr. Ronny Rößler; Dr. Thorid Zierold
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Dr. Jean-Francois Barczi; Dr. Candela Blanco-Moreno; Dr. Vaclav Mencl; Dr. Brigitte Meyer-Berthaud; Professor Dennis Stevenson, Ph.D.