Pflanzen sind unglaublich vielfältig, und das gilt auch für Botaniker! Botany One hat es sich zur Aufgabe gemacht, faszinierende Geschichten über die Pflanzenwelt zu verbreiten und stellt Ihnen auch die Wissenschaftler vor, die hinter diesen großartigen Geschichten stehen.

Heute haben wir Dr. Juliane Ishida, Professorin am Institut für Genetik der Universität São Paulo (USP, Brasilien). Sie hat einen doppelten Bachelor-Abschluss in Biologie und Molekularwissenschaften, beide von der USP, und zwei Master-Abschlüsse – einen von der USP und einen von der Universität Tokio, wo sie auch ihren Ph.D. mit Spezialisierung auf Phytopathologie erwarb. Seit 2008 konzentriert sich Ishidas Forschung auf parasitäre Pflanzen mit dem Ziel, die evolutionären, molekularen und physiologischen Mechanismen hinter solchen Interaktionen aufzudecken. Ihre Arbeit untersucht zentrale Fragen, darunter: Wie erkennen und wählen parasitäre Pflanzen ihre Wirte? Welche molekularen Signale vermitteln diese Interaktion? Wie beeinflusst diese Beziehung die Biologie von Parasit und Wirt? Darüber hinaus untersucht sie, wie Umweltfaktoren – wie Temperatur und Licht – den Parasitismus beeinflussen. Sie können ihre Labor- und Forschungs-Updates auf Instagram verfolgen (@livelab_).

Dr. Juliane Ishida, eine lächelnde Frau mit langem dunklem Haar, die ein schwarzes ärmelloses Top und Perlenohrringe trägt, fotografiert vor einem üppigen grünen Hintergrund aus Blattpflanzen mit kleinen rosa Blüten.
Foto von Juliane K. Ishida.

Was hat Ihr Interesse an Pflanzen geweckt?

Meine Großmutter. Obwohl sie die Grundschule nicht abgeschlossen hatte und kaum lesen und schreiben konnte, war sie eine der pflanzenkundigsten Personen, die ich je kennengelernt habe. Bei jedem Besuch lernte ich etwas Neues – den Lebenszyklus von Pflanzen, wie man sie kultiviert, welche Arten im Sonnenlicht oder Schatten gedeihen, welche Pflanzen medizinische Eigenschaften haben und wie man sie richtig einsetzt. Ihr tiefes, praktisches Wissen weckte meine Neugier und inspirierte mich, nach wissenschaftlichen Erklärungen für das zu suchen, was sie mir beibrachte.

Später, als ich über eine Karriere in der Forschung nachdachte, wurde mir klar, dass ich auch eine große Liebe zu Tieren hatte. Die Arbeit mit Tieren erforderte jedoch oft invasive Methoden oder sogar das Töten von Tieren – etwas, das ich mir nicht leisten konnte. Pflanzen hingegen boten mir eine Möglichkeit, die Biowissenschaften sinnvoll zu erforschen und gleichzeitig faszinierende biologische Fragen zu verfolgen. Diese Kombination aus emotionaler Verbundenheit und wissenschaftlicher Neugier führte mich zur Pflanzenforschung.

Was hat Sie motiviert, Ihrem aktuellen Forschungsgebiet nachzugehen?

Mein Betreuer war die Hauptmotivation für mein aktuelles Forschungsgebiet. Als ich nach Japan zog, sollte ich zunächst einen spezifischen Abwehrmechanismus von Pflanzen untersuchen – die Überempfindlichkeitsreaktion, die zum Absterben von Pflanzenzellen führt, die von Krankheitserregern befallen sind. Mein Weg änderte sich jedoch, als er mich mit parasitären Pflanzen bekannt machte.

Bei unserem ersten Treffen erläuterte er mir ausführlich alle laufenden Projekte in seinem Labor. Als letztes Thema erwähnte er parasitäre Pflanzen. Er sagte, dass sich weltweit nur sehr wenige Forscher mit ihnen befassen und dass dringender Bedarf an Nachwuchswissenschaftlern auf diesem Gebiet besteht. Zu dieser Zeit arbeitete nur eine Postdoktorandin im Labor an parasitären Pflanzen. Er versicherte mir, dass sie mich geduldig unterrichten würde und dass wir zusammenarbeiten könnten.

Das Thema hat mich sofort neugierig gemacht – nicht nur, weil es sich um ein biologisch faszinierendes System mit komplexer Kommunikation zwischen zwei Pflanzenarten handelt, sondern auch, weil es noch weitgehend unerforscht ist. Darüber hinaus haben parasitäre Pflanzen erhebliche Auswirkungen auf die Landwirtschaft und verursachen allein in Afrika jährlich Ernteausfälle von über einer Milliarde Dollar. Die Arbeit an einem Thema mit solch eindeutiger wirtschaftlicher Relevanz stärkt auch die Argumentation bei der Beantragung von Forschungsgeldern und macht die Arbeit sowohl intellektuell spannend als auch strategisch wichtig.

Eine parasitäre Pflanze mit charakteristischen gelblich-grünen Blättern, die auf einem Ast in einer natürlichen Umgebung im Freien in Serra do Cipó, Minas Gerais, Brasilien, wächst und die Wirt-Parasit-Beziehung veranschaulicht, die Dr. Ishida in ihrer Forschung untersucht.
Eine parasitäre Pflanze – die mit den gelblichen Blättern – wächst auf einem Baum in der Serra do Cipó (Minas Gerais, Brasilien). Foto von Juliane K. Ishida.

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

Ich denke, ich kann diese Frage erweitern und darauf hinauslaufen, was mir an meinem Beruf als Wissenschaftlerin am meisten gefällt. Ich würde ihn in verschiedene Phasen unterteilen. Zu Beginn meiner Karriere drehte sich alles um Entdeckungen – an der Grenze des menschlichen Wissens zu arbeiten und zum ersten Mal etwas zu sehen, was noch niemand auf der Welt gesehen hatte. Das ist ein unglaubliches Gefühl. Später wurde mir klar, dass ich mit dem Schreiben einer wissenschaftlichen Arbeit einen bleibenden Beitrag hinterlassen konnte – selbst nach meinem Tod konnte meine Arbeit andere Forscher weiterhin unterstützen und das Verständnis der Welt erweitern. Jetzt, als leitende Forscherin, ist es für mich das Schönste, die Freude über die Entdeckung in den Augen meiner Studenten zu sehen. Ich liebe es wirklich, wenn es an meiner Tür klopft und ein Student mir unbedingt seine neuen Daten zeigen möchte. Sie kommen mit leuchtenden Augen und einem breiten Lächeln herein, aufgeregt über das, was sie gerade gefunden haben. Dieser Moment – dieser Funke der Neugier und Begeisterung – ist für mich unglaublich erfüllend.

Dr. Ishida und ein Student, der im brasilianischen Cerrado Feldforschung betreibt, hockten sich hin und untersuchten Pflanzen in ihrem natürlichen Lebensraum in der Serra do Cipó, Minas Gerais. Der Student trug ein leuchtend türkisfarbenes Hemd und Dr. Ishida dunkle Kleidung und einen Rucksack.
Ishidas Studentin bei einer Feldforschung im Südosten Brasiliens. Foto von Juliane K. Ishida.

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

Ja-Phtheirospermum japonicum. Wie Sie wissen, kann die Beantwortung spezifischer biologischer Fragen bei Pflanzen, die unter Laborbedingungen nicht gut wachsen, äußerst schwierig sein. Mein Doktorvater schlug vor, mit P. japonicum weil sie das Potenzial hatte, als Modellorganismus für die Erforschung des Parasitismus zu dienen. Gemeinsam mit anderen Labormitgliedern half ich bei der Entwicklung von Protokollen und genetischen Werkzeugen, um diese Pflanze für die eingehende molekulare Forschung nutzbar zu machen.

Phtheirospermum japonicum, eine parasitäre Pflanze mit gezähnten grünen Blättern und charakteristischen rosa röhrenförmigen Blüten, fotografiert in ihrem natürlichen Lebensraum in der Präfektur Nagano, Japan.
Phtheirospermum japonicum in der Präfektur Nagano, Japan. Foto von Alpensturmvogel (Wikimedia Commons).

Ich erinnere mich noch gut daran, wie ich 2010 als Erstautor meinen ersten Artikel einreichte, in dem ich eine Protokoll für seine genetische TransformationDer Herausgeber der Zeitschrift lehnte es ab und sagte, er habe den wissenschaftlichen Namen der Pflanze gegoogelt und nur vier Ergebnisse gefunden – drei davon auf Chinesisch. Er kam zu dem Schluss, dass das Thema für die wissenschaftliche Gemeinschaft nicht relevant sei. Ich war am Boden zerstört. Aber mein Berater ermutigte mich und sagte, dem Herausgeber fehle die Vision: „Muss wirklich jeder in der Pflanzenbiologie an Arabidopsis?“, fragte er. Wir reichten die Arbeit woanders ein, und für die nächsten zehn Jahre war sie die meistzitierte Veröffentlichung meiner Karriere. Heute suche ich Phtheirospermum japonicum liefert über 9,000 Ergebnisse und ist eine der wichtigsten Modellpflanzen in der parasitären Pflanzenforschung. Ich bin stolz, zu ihrer frühen Entwicklung beigetragen zu haben.

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

Ich glaube, neben der oben erwähnten Episode gab es ein Erlebnis, das meine Karriere wirklich geprägt hat: ein wissenschaftliches Treffen. Ich bin ein sehr schüchterner Mensch, also bemühte ich mich während des Cocktails, mit einer Gruppe von Leuten ins Gespräch zu kommen – und zu meiner Überraschung kannten sie mich. Sie erkannten meinen Namen und meine Arbeit. Es waren Forscher aus Madagaskar. Ich hätte nie gedacht, dass meine Pflanzenforschung Menschen in so weit entfernten Ländern erreichen könnte, insbesondere solche, die ich nie getroffen oder mit denen ich nicht einmal Kontakt zu haben erwartet hatte. Als Wissenschaftler, insbesondere in Entwicklungsländern, hinterfragen wir manchmal die Relevanz unserer Arbeit. Angesichts des vielen dringenden Bedarfs im Gesundheitswesen denken wir vielleicht, dass wir als Arzt oder Krankenschwester mehr bewirken können. Aber dieser Moment erinnerte mich daran, dass selbst Forschung aus einem kleinen Labor weit reichen und an unerwarteten Orten etwas bewirken kann. Es war unglaublich bereichernd und hat meinen Glauben an die Bedeutung meiner Arbeit bestärkt.

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

Machen Sie keine Promotion, nur weil es schwierig ist, den gewünschten Job zu finden. Wenn die Promotion nur Ihr Notfallplan ist, ist sie wahrscheinlich nicht der richtige Weg für Sie. Eine Promotion sollten Sie nur anstreben, wenn Sie wirklich leidenschaftlich daran interessiert sind – wenn Sie aufrichtig neugierig auf die Natur und den wissenschaftlichen Prozess sind.

Wenn Sie bereits promovieren, nutzen Sie diese einzigartige Zeit optimal. Stellen Sie alle Fragen, die Ihnen in den Sinn kommen, auch die, die Ihnen vielleicht albern erscheinen. Niemand erwartet, dass Sie jetzt alles wissen – aber nach Ihrer Promotion wird sich diese Erwartung ändern. Nutzen Sie also die Gelegenheit, so viel wie möglich von Ihren Mitmenschen zu lernen.

Und wenn Sie etwas Neues tun müssen, verschwenden Sie keine Zeit damit, das Rad neu zu erfinden. Fragen Sie jemanden, der es bereits weiß. Von erfahrenen Kollegen oder Mentoren zu lernen, spart Ihnen Zeit und Frust und hilft Ihnen, sich als Wissenschaftler schneller weiterzuentwickeln.

Dr. Ishida macht während ihrer Feldarbeit in der Serra do Cipó in Minas Gerais, Brasilien, ein Selfie. Sie lächelt in die Kamera, trägt eine Sonnenbrille und ein weißes Hemd und ist von der natürlichen Cerrado-Vegetation umgeben, wo sie ihre parasitäre Pflanzenforschung betreibt.
Ishida während der Feldforschung in Serra do Cipó (Minas Gerais, Brasilien). Foto von Juliane K. Ishida.

Was machen die Leute normalerweise falsch über Pflanzen?

Oft wird fälschlicherweise angenommen, epiphytische Pflanzen seien Parasiten – das stimmt aber nicht. Eine Pflanze gilt erst dann als parasitär, wenn sie zur Wasser- und Nährstoffaufnahme eine Gefäßverbindung mit einer anderen Pflanze bildet. Ein weiterer häufiger Irrtum betrifft mykoheterotrophe Pflanzen. Diese Pflanzen verbinden sich mit Pilzen, die wiederum mit anderen Pflanzen vergesellschaftet sind. Die Pilze – oft Mykorrhizapilze – fungieren wie eine Pipeline zwischen den beiden und stellen eine indirekte Nährstoffverbindung her. Manche bezeichnen dies zwar als Parasitismus, doch handelt es sich dabei um eine Grauzone. Da sich kein Haustorium ausbildet (die spezielle Struktur, mit der parasitäre Pflanzen in Wirtsgewebe eindringen), werden diese Pflanzen im Allgemeinen nicht als echte Parasiten eingestuft. Das größte Missverständnis liegt also darin, jede Pflanze, die „auf einer anderen lebt“, pauschal als Parasit abzutun, ohne die tatsächlich beteiligten biologischen Mechanismen zu berücksichtigen.

Carlos A. Ordóñez-Parra

Carlos (er/ihn) 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 Kommunikationsbeauftragter bei der International Society for Seed Science arbeitet. Sie können ihm auf BlueSky unter @caordonezparra folgen.