Mit Tag der Faszination Pflanzen Botany One hat eine Reihe von Interviews mit Forschern aus der ganzen Welt vorbereitet, die in verschiedenen Bereichen der Botanik arbeiten, um die Geschichten und Inspirationen hinter ihren Karrieren zu teilen.

Heute haben wir Dr. Dechang Cao, der leitende Forscher der Gruppe für Saatgutmolekularökologie Cao ist Mitglied des Botanischen Instituts Kunming der Chinesischen Akademie der Wissenschaften. Seine Arbeitsgruppe erforscht verschiedene Aspekte der Samenkeimung und -ruhe, insbesondere die Reaktion von Samen auf Rauch. Er ist außerdem Mitherausgeber der Fachzeitschrift „Plant Physiology“, einer der führenden Zeitschriften für Pflanzenwissenschaften.

Was hat Ihr Interesse an Pflanzen geweckt?

Samen. Viele Menschen wundern sich über Samen, weil das kleine Stück zu einem riesigen Baum explodieren kann. Ich bin fasziniert von der Weisheit der Samen, raue Umgebungen zu überstehen. Sie wissen, wie man die Keimung verhindert, wenn die Umgebung für das Pflanzenwachstum ungünstig ist. Wenn Pflanzen in Form von Blumen und Bäumen erscheinen, ist es eine blühende Welt. Wenn sie als Samen erscheinen, ist die Welt still und wartet auf die nächste Blüte. Samen lehren mich, dass das Leben sowohl süße als auch harte Seiten hat. Wir haben ein chinesisches Sprichwort da ze jian ji tian xia, qiong ze du shan qi shen (达则兼济天下,穷则独善其身). Das bedeutet, dass wir den Menschen und der Welt helfen sollten, zu gedeihen, wenn wir mächtig sind, und dass wir uns selbst stärken sollten, wenn wir im Dunkeln sind. Das ist auch die Philosophie der Pflanzen. Daher liebe ich Samen, ich liebe Pflanzen.

Was hat Sie motiviert, Ihrem aktuellen Forschungsgebiet nachzugehen?

Ich habe das Gefühl, als würde ich einen Weg entlanggehen und mir plötzlich klar werden, dass ich mich auf diesem Gebiet befinde. Als ich Bachelor-Student war, las ich ein Buch über Pflanzenökologie. Darin heißt es, Pflanzenökologie sei eine Art Spezialwissen über die Philosophie der Pflanzen (die Bewältigung der Welt). Ich fand es wirklich cool, es zu lernen. So nahm ich an der Prüfung teil, bestand sie und begann mein Aufbaustudium im Hauptfach Pflanzenökologie. Während dieser Zeit habe ich den Samenregen einer Pappel untersucht (Populus euphratica) in einer Wüste. Dann lernte ich mehr über Samen und arbeitete weiter an Samen. Als ich Ihre Frage beantwortete, wurde mir klar, dass ich seit 17 Jahren mit Samen verbunden bin und dass ich das Gefühl habe, dass ich Samen immer mehr liebe.

Welcher Teil Ihrer Arbeit im Zusammenhang mit Pflanzen gefällt Ihnen am besten?

Samenruhe. Wie ich bereits sagte, wissen Samen, wie sie das Keimen unter ungünstigen Bedingungen verhindern können – das ist Samenruhe! Die Samenruhe ist eine angeborene Eigenschaft von Samen, die die Keimung verzögert. Es gibt unterschiedlich um die Keimung der Samen zu verzögern. Beispielsweise könnten sie harte, undurchlässige Mäntel besitzen, die verhindern, dass Wasser eindringt. Sie könnten auch die Entwicklung des Embryos unterbrechen, sodass die reifen Samen warten müssen, bis sich der Embryo vollständig entwickelt hat, bis sie mit der Keimung beginnen können. Noch faszinierender ist, dass einige Samen eine physiologische Ruhephase haben, bei der die Samenschale wasserdurchlässig ist und der Embryo voll entwickelt ist, der Samen aber immer noch nicht keimt. In solchen Fällen liegen physiologische Hindernisse vor, die die Samenkeimung verhindern. Es bleibt unklar, wie Samen in den Ruhezustand gelangen und wie der Ruhezustand aufgehoben wird. Allerdings können wir diesen Fragen nicht aus dem Weg gehen, denn wir müssen in unserem Leben mit den Samen umgehen. Es ist eine herausfordernde und spannende Arbeit, die Möglichkeiten zur Samenruhe zu erforschen.

Gibt es bestimmte Pflanzen oder Arten, die Ihre Forschung fasziniert oder inspiriert haben? Wenn ja, was sind sie und warum?

Ja, der Kojotentabak (Nicotiana Attenuata). Diese Pflanze hat meine Arbeit anders gemacht. Als ich als Postdoktorand am Max-Planck-Institut für Chemie (Deutschland) forschte, stieß ich zum ersten Mal auf diese Pflanze. Ich habe es verwendet, um die durch Rauch geförderte Samenkeimung zu untersuchen. Manche Pflanzen regenerieren sich nach Waldbränden, man nennt sie „Feuerjäger“. Coyote-Tabak ist ein Feuerjäger. In ihrem natürlichen Lebensraum in der Great Basin Desert in Nordamerika keimen und regenerieren sie sich in den ersten drei bis vier Jahren nach Bränden. Anschließend werden sie von anderen Pflanzen übernommen. Die Samen des Kojotentabaks bleiben im Boden und warten auf das nächste Feuer, das sie aufweckt. Es ist erstaunlich, dass die Samen den durch Waldbrände erzeugten Rauch benötigen, um mit der Keimung zu beginnen. Ich habe versucht, mit dieser Pflanze die aktiven chemischen Verbindungen im Rauch zu untersuchen, die die Samenkeimung fördern. Mit Hilfe meiner Teamkollegen habe ich schließlich eine Verbindung im Rauch identifiziert, die die Samenkeimung von Kojotentabak anregt. Es handelt sich um Spritzenaldehyd. Dies ist ein Produkt der Ligninverbrennung. Vor unserem Bericht waren viele Menschen davon ausgegangen, dass Karrikine, Pyrolyseprodukte der Zellulose, die wichtigsten Rauchsignale für die Samenkeimung seien. Unsere Erkenntnisse eröffneten uns ein neues Fenster zur Steuerung der durch Rauch geförderten Samenkeimung. Es ist nicht immer einfach, dass neue Erkenntnisse altes Wissen „bekämpfen“. Das Wichtigste an diesem Projekt ist, dass ich gelernt habe, mit der Community zu kommunizieren, um das neue Wissen „wachsen“ zu lassen. Ich glaube, dass diese Erfahrung meine Arbeit völlig verändern wird.

Könnten Sie ein Erlebnis oder eine Anekdote aus Ihrer Arbeit erzählen, die Ihre Karriere geprägt und Ihre Faszination für Pflanzen bestätigt hat?

Carol C. Baskin und Jerry M. Baskin, die berühmten Saatgutwissenschaftler an der University of Kentucky, sind die wichtigsten, die meine Karriere bestätigen. In den ersten Tagen, als ich mein Doktoratsstudium am Institut für Botanik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften begann, sagte mir mein Betreuer, Prof. Zhenying Huang, dass ich die größten Wissenschaftler, Carol und Jerry, treffen sollte. Zu dieser Zeit besuchten uns Carol und Jerry. Ich war etwas nervös, aber sehr aufgeregt, als ich sie im Xiangshan Hotel in der Nähe unseres Instituts besuchte. Überraschenderweise waren sie so nett, mit mir über die Theorien zur Samenruhe zu sprechen. Auch wenn ich damals nicht gut Englisch konnte, waren sie geduldig und besprachen die Einzelheiten der Samenbestattungsexperimente, um mir bei der Entwicklung meines Versuchsdesigns zu helfen. Ich war beeindruckt von ihrer Freundschaft und Eleganz. In den folgenden Jahren las ich ihr Buch und wusste, dass ihre Faszination für Samen dadurch geweckt wurde Prof. Elsie Quaterman, der ihnen einen Kurs zur Samenkeimung an der Vanderbilt University beibrachte. Ich muss zugeben, dass Carol und Jerry den Grundstein für meine Faszination für Samen gelegt haben. Ich habe das Gefühl, dass die Saat keimt, und ich freue mich darauf, die Samen der nächsten Generation zu säen.

Welchen Rat würden Sie jungen Wissenschaftlern geben, die eine Karriere in der Pflanzenbiologie anstreben?

„Begeisterung“ wäre mir lieber als „Karriere“. Wenn man es liebt, fühlt man sich glücklich, es zu tun, auch wenn man auf viele Schwierigkeiten stößt. Daher sollte Faszination die Voraussetzung für den Einstieg in eine Karriere in der Pflanzenbiologie sein. Wenn Sie damit beginnen, würde ich Folgendes vorschlagen:

1. Bereiten Sie sich auf Schwierigkeiten und Misserfolge vor.
2. Finden Sie ein interessantes Studienfach.
3. Bleiben Sie kritisch.
4. Versuchen Sie, mit Ihren Freunden und der Community über Ihre Forschung zu kommunizieren.

Was machen die Leute normalerweise falsch über Pflanzen?

Früher hatte ich das Gefühl, dass die Leute sich in Bezug auf die Samenruhe meist geirrt haben, weil selbst einige Wissenschaftler nicht zwischen der Auflösung der Samenruhe und dem Prozess der Samenkeimung unterscheiden können. Kürzlich habe ich herausgefunden, dass Missverständnisse über Pflanzen viel häufiger vorkommen, als wir erwartet hatten! Einige Leute fragen mich, ob wir einige Nachbrandpflanzen auswählen können, die in heißeren Umgebungen angebaut werden können. Ich war so verwirrt, warum sie so eine Frage stellten. Dann wurde mir klar, dass sie dachten, dass die Samen von Nachbrandpflanzen die hohen Temperaturen des Feuers überstehen könnten. Tatsache ist, dass die Temperatur im tieferen Boden des Feuers abnimmt. Samen im tieferen Boden können einen Brand überleben und nach dem Brand mit der Keimung beginnen. Manchmal kann das Missverständnis schädlich sein. Einige Regierungsbeamte glauben, dass Feuer den Wald völlig tötet. Sie entfernen alle Pflanzen in den Waldbränden und führen Pflanzprojekte durch, um die Walderholung zu „unterstützen“. Sie wissen nicht, dass sich Anlagen nach einem Brand mehrfach regenerieren können. Es ist schade, dass es in einer solchen „Zeit der Wissenschaft“ immer noch so viele Missverständnisse über Pflanzen gibt.

Carlos A. Ordóñez-Parra

Carlos (er/er) ist ein kolumbianischer Saatgutökologe, der derzeit an der Universidade Federal de Minas Gerais (Belo Horizonte, Brasilien) promoviert und als Wissenschaftsredakteur bei Botany One und als Social-Media-Redakteur bei arbeitet Saatgutwissenschaftliche Forschung. Sie können ihm auf X und BlueSky unter @caordonezparra folgen.