Die Pflanzenwissenschaft ist der Schlüssel zur Bewältigung der großen Herausforderungen, vor denen die Menschheit im 21. Jahrhundert steht. In einem in The Plant Cell veröffentlichten Artikel argumentieren die beiden Forscher, dass die Entwicklung neuer Technologien der Schlüssel zur Transformation der Pflanzenbiologie ist, um den Bedürfnissen des Menschen gerecht zu werden. Pflanzen dienen als Energieträger in die Biosphäre, liefern Nahrung und Materialien für den Menschen und prägen unsere Umwelt. Laut Ehrhardt und Frommer sind Ernährung, Energie und Umweltzerstörung die drei großen Herausforderungen, vor denen die Menschheit in unserer Zeit steht. Alle drei sind pflanzenbezogen.
Alle unsere Lebensmittel werden von Pflanzen produziert, entweder direkt oder indirekt über Tiere, die sie fressen. Pflanzen sind eine Quelle der Energiegewinnung. Und sie sind eng mit dem Klimawandel verbunden und ein wichtiger Faktor bei einer Vielzahl von Umweltproblemen, einschließlich der landwirtschaftlichen Expansion und ihrer Auswirkungen auf die Zerstörung von Lebensräumen und die Verschmutzung von Wasserstraßen. Darüber hinaus ist keines dieser Probleme unabhängig voneinander. Der Klimawandel belastet die Nahrungsversorgung und verschiedene Lebensräume zusätzlich. Die Pflanzenforschung trägt also maßgeblich dazu bei, all diese Probleme anzugehen und in die Zukunft zu gehen.
Damit die Pflanzenforschung signifikant vorankommen kann, ist laut Ehrhardt und Frommer die technologische Entwicklung entscheidend, sowohl um bestehende Hypothesen zu testen als auch um neue Informationen zu gewinnen und neue Hypothesen zu generieren. Wenn wir beim Verständnis der Funktionsweise dieser essentiellen Organismen vorankommen und die Grundlage für eine nachhaltige Zukunft schaffen wollen, müssen wir die fortschrittlichsten Technologien anwenden, die für die Erforschung des Pflanzenlebens verfügbar sind, sagen sie.
Sie unterteilen die Technologie in drei Kategorien: bestehende Technologie, die nicht für alle möglichen Anwendungen eingesetzt wird, neue, leicht vorstellbare Technologie und Technologie, die wir gerne hätten, aber nicht wissen, wie wir sie entwickeln sollen. Der technologische Überblick umfasst unter anderem die Erweiterung bestehender Technologien wie DNA-Sequenzierung, RNA-Katalogisierung, Massenspektroskopie, fluoreszenzbasierte Mikroskopie und Elektronenmikroskopie. Ein Schwerpunkt liegt auf den Fortschritten, die durch fortschrittliche Bildgebungstechnologien möglich sind.
Ehrhardt und Frommer weisen darauf hin, dass sich viele der am häufigsten zitierten wissenschaftlichen Arbeiten auf die Entwicklung neuer Technologien bezogen, was das Interesse der wissenschaftlichen Gemeinschaft zeigt. „Wir gehen davon aus, dass neue Technologien die biologische Forschung weiter revolutionieren werden“, sagen sie. „Die Pflanzenwissenschaft war nicht oft der Treiber von Innovationen, hat aber oft genug von Entwicklungen in anderen Bereichen profitiert.“
Quelle: EurekAlert!
David W. Ehrhardt und Wolf B. Frommer (2012) Neue Technologien für die Pflanzenwissenschaft des 21. Jahrhunderts. Plant Cell 24. Februar 2012, doi: 10.1105/tpc.111.093302
Pflanzen sind eine der faszinierendsten und wichtigsten Gruppen von Organismen, die auf der Erde leben. Sie dienen als Energieträger in die Biosphäre, liefern Nahrung und gestalten unsere Umwelt. Wenn wir beim Verständnis der Funktionsweise dieser essentiellen Organismen vorankommen und die Grundlage für eine nachhaltigere Zukunft schaffen wollen, müssen wir die fortschrittlichsten Technologien anwenden, die für die Erforschung des Pflanzenlebens verfügbar sind. Im Jahr 2009 hob ein Komitee der US National Academy das „Verständnis des Pflanzenwachstums“ als eine der großen Herausforderungen für die Gesellschaft und als Teil einer neuen Ära hervor, die sie als „neue Biologie“ bezeichneten. Das Ziel dieses Artikels ist es, herauszufinden, wie neue Technologien die Pflanzenwissenschaft verändern können und werden, um die Herausforderungen der neuen Biologie anzugehen. Es bewertet, wo wir heute in Bezug auf aktuelle Technologien stehen, mit Schwerpunkt auf Molekular- und Bildgebungstechnologien, und wir versuchen, Fragen darüber zu beantworten, wohin wir in Zukunft gehen könnten und ob wir uns ein Bild davon machen können, was am und hinter dem Horizont liegt.
