Digitale Botanik zum Schutz von Pflanzen

Überall auf der Welt bewahren Herbarien Aufzeichnungen über vergangene botanische Feldforschungen. Seit Jahrhunderten kehren Botaniker mit konserviertem Pflanzengewebe von ihren Reisen zurück. Doch anstatt als Relikte vergangener botanischer Expeditionen zu verstauben, erweisen sich diese Sammlungen – von Wildblumen aus der viktorianischen Zeit bis hin zu Nutzpflanzen aus der Zeit der Depression – als unverzichtbar für moderne Forschungsfragen. In seiner Tansley Review argumentiert Barnabas Daru: konservierte Pflanzen, gepaart mit künstlicher Intelligenz, könnte dazu beitragen, eines der dringendsten Rätsel der Biologie zu lösen: Wie wird das botanische Leben der Erde eine sich erwärmende Welt überstehen?

Angesichts des Klimawandels und der wachsenden Städte greifen Botaniker heute auf diese historischen Sammlungen zurück, um zu verstehen, wie sich Pflanzen an unsere sich rasch verändernde Welt anpassen – oder nicht. Die Daten auf den Exemplaren können wechselnde Zeiträume im Pflanzenverhalten aufzeigen. Doch Veränderungen müssen für das menschliche Auge nicht offensichtlich sein. Daru sagt, der Wert von Herbarien könnte erschlossen werden, wenn wir sie mit Computeraugen betrachten.

Computer Vision kombiniert digitale Bilder von Pflanzenproben mit Algorithmen des maschinellen Lernens. Es kann systematisch, genau und schnell sein. Ein Projekt zur Messung von Veränderungen in Blattgröße und -form, für das Botaniker Jahre brauchen würden, kann nun in wenigen Tagen abgeschlossen werden. Die Fähigkeit, kleine Veränderungen an großen Proben zu verfolgen, verwandelt die Pflanzen in eine riesige Datenbank ökologischer Veränderungen und ermöglicht schnelle Antworten auf Fragen. Diese Geschwindigkeit ist wichtig, da Botaniker unter Zeitdruck stehen.

Lebensräume verändern sich oder verschwinden durch Erwärmung, Umweltverschmutzung und invasive Arten, was bedeutet, dass einige Pflanzen dringend geschützt werden müssen. Aber welche Pflanzen? Derzeit fehlen Wissenschaftlern genügend Daten, um das Aussterberisiko für mehr als 60 % der bekannten Pflanzenarten einzuschätzen. Die Beschaffung der erforderlichen Informationen durch Feldforschung ist ein langer und arbeitsintensiver Prozess. Herbarbelege, von denen einige Pflanzen darstellen, die in freier Wildbahn nicht mehr existieren, können helfen, diese Wissenslücke zu schließen. Aber Roboter werden die Welt nicht einfach retten. Baru plädiert für einen Ansatz, der moderne Wissenschaft mit dem Wissen der Menschen kombiniert, die diese Lebensräume am besten kennen.

Naturschutzplanung und Biodiversitätsmanagement müssen nicht nur ökologische und evolutionäre Maßstäbe in den Vordergrund stellen, sondern auch die soziokulturellen Dimensionen der Landverwaltung berücksichtigen. Indigene Gemeinschaften und lokale Verwalter verfügen oft über wichtiges Wissen über Pflanzenvielfalt, Artenverteilung und ökologische Zusammenhänge in ihren Regionen. Die Integration dieses Wissens mit Herbardaten kann einen ganzheitlicheren Ansatz für die Naturschutzplanung bieten.

Daru, BH (2025) 'Verborgene Dimensionen der Pflanzenbiogeographie anhand von Herbarien aufspüren', New Phytologist, doi: 10.1111/nph.70002

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Bild: canva.