Pflanzen entnehmen dem Boden Wasser und holen sich Kohlendioxid aus der Luft. Daraus stellen sie Kohlenhydrate und Sauerstoff her. Wasser geben sie wieder als Wasserdampf ab. Dieser Prozess, lernte man in der Schule, heißt Photosynthese.

In Wirklichkeit sei alles viel komplizierter, als es in den Biologiebüchern steht, sagt Botanikprofessor Rainer Hedrich von der Uni Würzburg. Mit Blick auf den Klimawandel beschäftigt er sich derzeit intensiv mit pflanzlichen Stoffwechselvorgängen.

In seinem Institut, nach dem berühmten Botaniker Julius von Sachs benannt, erforscht Hedrich zusammen mit dem Botaniker Peter Ache, durch welche Prozesse Pflanzen Wassermangel und Hitze aushalten können. Wären die Mechanismen genau bekannt, wäre es möglich, Nutzpflanzen züchterisch so zu verbessern, dass sie dem Klimawandel trotzen können.


Dass sich das Klima wandelt und bald gravierende Auswirkungen haben wird, daran gibt es für Hedrich keinen Zweifel. Landwirte und vor allem Züchter tun also gut daran, sich auf Veränderungen einzustellen.

Pflanzenblätter, in denen die für die menschliche Ernährung wichtigen Kohlenhydrate produziert werden, besitzen Sensoren, durch die sie die Luftfeuchte messen können. Hedrich: "Ist die Luft zu trocken, wird ein Welkehormon produziert." Das schließt dann jene Zellen, durch die Wasser an die Umwelt abgegeben wird.

Noch bevor der Boden ausgetrocknet ist, hat sich das Gewächs also auf Wassermangel eingestellt. So sollte es zumindest sein.

Die "verzärtelten" modernen Nutzpflanzen allerdings sind nicht mehr in der Lage, diesen Prozess optimal zu vollziehen. Welche Gene ihnen hierzu genau fehlen, das erforschen Hedrich und Ache aktuell.

Laubbäume, Maispflanzen, Getreide - sie alle funktionieren in ihrer "unverzärtelten" Form nach dem von Hedrich beschriebenen, jedoch noch nicht genau bekannten Prinzip. Durch die Pflanze Ackerschmalwand will der Botaniker den Prozessen auf die Schliche kommen. Die "kleine Schwester des Rapses", wie die Ackerschmalwand genannt wird, hat ein überschaubares Genom. Deshalb eignet sie sich gut. Anhand verschiedener Typen der Pflanze wird untersucht, welche Gene bei den Schutzprozessen vor Trockenheit eine Rolle spielen.

Vier sind bereits identifiziert: "Doch es werden noch weitere im Spiel sein." Weshalb die Forschungen weitergehen.

Die beiden Würzburger Naturforscher gehören dem bayernweiten Netzwerk Forplanta zur Entwicklung stressresistenter Pflanzen an. Drei Jahre wurde der Verbund vom bayerischen Wissenschaftsministerium gefördert. Insgesamt 1,5 Millionen Euro flossen in die einzelnen Projekte, Das Würzburger Team erhielt rund 100 000 Euro im Jahr. Am 1. Juli läuft die Förderung aus. Noch steht laut Hedrich nicht fest, ob es eine neue Förderrunde geben wird. Der Botaniker hält dies dringend für notwendig: "Wir bräuchten noch mindestens drei weitere Jahre für unsere Forschungen." Zumal erst in der nächsten Staffel geplant ist, auch Züchter einzubeziehen.

Dass die gelben Kolben des Maises aufgrund des Klimawandels einmal knapp werden könnten, daran denkt hierzulande noch niemand. Doch bereits 2011 stellten amerikanische Wissenschaftler fest, dass mehrere große Maisproduzentenstaaten in den letzten Jahren Einbußen durch Dürre und Erwärmung erlitten haben. Diese entsprächen einem globalen Nettoverlust von fast vier Prozent. Als es im vergangenen Jahr in den USA zur schlimmsten Dürre seit 50 Jahren kam, wirkte sich dies verheerend auf die Maisproduktion aus: Die Pflanzen hatten der Trockenheit so gut wie nichts entgegenzusetzen.