Botanisches Abendkolloquium, HS 2008

Diese Vorträge werden vom Botanischen Institut und der Basler Botanischen Gesellschaft gemeinsam organisiert.

Fr. 17. Okt. 2008 • 18.30 Uhr

Warum die Wüste lebt – 15 Jahre Forschung im heissen Nahen Osten

Prof. Dr. Katja Tielbörger, Botanisches Institut der Universität Tübingen

Nicht nur Menschen, auch Pflanzen und Tiere sind im Nahen Osten unvorhersehbaren Risiken ausgesetzt. Ein Grossteil der Region befindet sich in ariden Klimaten. Das langfristige Überleben in Wüsten ist für viele Organismen mögich , jedoch benötigen diese sehr spezielle Anpassungen. Neben den relativ hohen Temperaturen und geringen mittleren Niederschlägen sind vor allem die Unvorhersehbarkeit der Regenfälle eine grosse Herausforderung. Physiologische Anpassungen an Trockenstress sind häufig vorhanden, Anpassungen an die starken jährlichen Schwankungen sind jedoch viel interessanter und sind im Lebenszyklus der Organismen zu finden. Insbesondere einjährige Pflanzen haben es mit verschiedenen Strategien geschafft, die seltenen günstigen Bedingungen in Wüsten optimal zu nutzen und den stressreichen Bedingungen schlichtweg aus dem Weg zu gehen. So finden sich unter den pflanzlichen Wüstenbewohnern Wahrsager, welche die günstigen Bedingungen zum Teil vorhersagen können, Feiglinge, welche vor schlechten Bedingungen fliehen, und gleichgültige Pflanzen, welche den stressreichen Bedingungen trotzen können, ohne zu sterben. Von einer kurzen Einführung in die Ökologie von Wüsten ausgehend, werden einige Beispiele für physiologische Anpassungen an Trockenheit und an Bedingungen in speziellen Wüsten (Sandwüste, Steinwüste, Salzwüste) gezeigt. Der Hauptteil des Vortrags beschäftigt sich mit den Lebenszyklus-Strategien von einjährigen Wüstenpflanzen, welche unter anderem auch erhebliche ästhetische Auswirkungen haben. Neben der Theorie wird aber auch ein Einblick in die vielfältige Wüstenflora des Nahen Ostens gegeben, welche fast am interessantesten ist, wenn sie gerade nicht zu sehen ist.

Fr. 31. Okt. 2008 • 18.30 Uhr

Pflanzen stehen still, ihre Gene nicht: genetische Muster in der Landschaft anhand von Eichen und Lärchen

Dr. Andrea Pluess, Institut für Terrestrische Ökosysteme, ETH Zürich

Fr. 14. Nov. 2008 • 18.30 Uhr

Biodiversität – Produktivkraft der Natur

Prof. Dr. Bernhard Schmid, Institut für Umweltwissenschaften, Universität Zürich

Die Entwicklung des Lebens ist untrennbar mit der Entwicklung der Biodiversität verbunden. Wenn wir ein Wirkungsmodell für die Biodiversität aufstellen wollen, müssen wir die Gesamtheit der unterschiedlichen Arten in Ökosystem und ihre Wechselwirkungen betrachten. Ist die Funktionsfähigkeit des Ökosystems von der Anzahl, der Unterschiedlichkeit und dem Vernetzungsgrad der Arten abhängig? Versuche, in denen die Anzahl und die Kombination der Pflanzenarten im Ökosystem künstlich verändert wurden, zeigen eine Mehrleistung in Mischbeständen. Je grösser die Unterschiede zwischen den Arten in einem Ökosystem sind, desto eher treten Mehrleistungen von artenreichen Systemen auf. Dieser “Dienstleistungswert” der Biodiversität beruht auf der Arbeitsteilung zwischen Arten. Aus der Sicht menschlicher Nutzungsansprüche sollten nicht nur landwirtschaftliche Dienstleistungswerte der Biodiversität betrachtet werden. Von vermutlich noch grösserer gesamtwirtschaftlicher Bedeutung dürften die Optionen auf zukünftige Produkte wie neue Medikamente und die Ökosystemdienstleistungen wie Wasserfiltration, Bodenbildung, Erosionsvermeidung und die Regulation der Populationen von Krankheitserregern sein. Diese Aspekte werden zwar heute noch kaum berücksichtigt, aber entsprechende Märkte beginnen sich bereits auszubilden. Die vergangenen zwei Jahrzehnte haben den Wert der Biodiversität aufgezeigt und uns gleichzeitig ihre Verletzlichkeit und ihr Schutzbedürfnis bewusst gemacht. Dies hat in verschiedenen Kreisen dazu geführt, dass ein Konflikt zwischen Schutz und Nutzung impliziert wurde. Die neueren Forschungsergebnisse zeigen aber, dass das Gegenteil möglich ist. Eine neue “grüne Revolution”, in der die Biodiversität als Produktivkraft der Natur bewusst gefördert wird, ist nicht nur ein idealistisches Ziel, sie ist auch möglich und notwendig.

Fr. 5. Dez. 2008 • 18.30 Uhr

Auf den Spuren von Blüte-Bestäuber-Interaktionen bei andinen Kakteen Argentiniens und Boliviens

Dr. Boris O. Schlumpberger

Mit einer Nord-Süd-Ausdehnung von ca. 7500 km durchziehen die Anden fast alle Klimazonen Südamerikas und sind Lebensraum einer bemerkenswerten Vielfalt von Pflanzen. Die ostandinen Regionen Nordargentiniens und Boliviens sind ein Diversitätszentrum für Kakteen, die hier eine Vielzahl unterschiedlicher Anpassungen hervorbrachten. Der Fokus meiner derzeitigen Arbeit sind Radiationen in der Gattung Echinopsis s.l. und speziell die Ökologie und Evolution von Blüte-Bestäuber-Interaktionen. Besonders interessant ist dabei, dass hier in mehreren Artengruppen und selbst innerhalb von Arten Anpassungen an verschiedene Bestäubergruppen entstanden sind. In meinem Vortrag werde ich die unterschiedlichen Aspekte meiner Studien zu Blüte-Bestäuber-Interaktionen, Blütenduft und deren Evolution präsentieren, eingebettet in Fotos aus mehr als 12 Monaten im Gelände in Argentinien und Bolivien. Dabei werden auch die charakteristischen Vegetationszonen vom Chaco-Wald in den Tieflagen bis zur Puna in den Hochanden virtuell durchwandert und vorgestellt.

Fr. 19. Dez. 2008 • 18.30 Uhr

Albrecht von Haller – sein Leben, seine Botanik und die erste Flora der Schweiz

Luc Lienhard, Institut für Medizingeschichte, Universität Bern

2008 wird der 300. Geburtstag des Schweizer Artzes, Dichters, Naturforschers und Magistraten Albrecht von Haller (1708-1777) gefeiert. Aufgewachsen in Bern, studierte Haller Medizin in Tübingen und im holländischen Leiden. Nach Studienreisen (London, Paris und Basel) praktizierte er in Bern und publizierte erste wissenschaftliche Arbeiten. 1736 wurde er an die neu gegründete Universität Göttingen als Professor für Anatomie, Chirurgie und Botanik berufen. Von dort entwickelte sich sein internationaler Ruhm. 1753 kehrte er wieder nach Bern zurück, war zuerst Rathausammann, von 1758 bis 1764 Direktor der Bernischen Salzwerke im Amt Aigle und bekleidete von 1764 bis zu seinem Tod verschiedene Staatsämter. Hallers Werke zur Botanik sind vorwiegend umfangreiche Verzeichnisse, beispielsweise Monographien zu den europäischen Lauch-Arten oder den Orchideen, eine kommentierte Bibliographie der gesamten Literatur zur Botanik bis in seine Zeit und, besonders herausragend, seine Schweizer Flora in zwei Auflagen, das erste umfassende Werk über die Pflanzen der Schweiz überhaupt. Neben seinen eigenen, zahlreichen Exkursionen durch grosse Teile des Gebietes, nutzte er auch historische Informationen wie lokale Listen oder Reisebeschreibungen, aber auch Manuskripte und besonders Herbarien. Als dritte und mindestens ebenso wichtige Quelle brauchte er sein grosses Korrespondenznetz. Seine Botanikerkollegen lieferten Haller jede Art von ergänzenden Informationen auch zusammen mit Pflanzenmaterial und waren oft speziell für ihn unterwegs. Haller lehnte, die zuerst nur als Ergänzung gedachte, 1753 von Carl von Linné eingeführte, binäre Nomenklatur auch in seiner zweiten Auflage der Flora (1768) als zu ungenau ab. Deshalb gehen Hallers über 300 Pflanzenbeschreibungen nicht auf ihn zurück und auch seine Erkenntnisse zum natürlichen System und zur Pflanzengeographie beispielsweise gerieten später in Vergessenheit. Dennoch hat er der Erforschung der Pflanzen wichtige Impulse geliefert und kann neben seinem überragenden Zeitgenossen Linné als bedeutendster Botaniker des 18. Jahrhunderts bezeichnet werden.

Fr. 9. Jan. 2009 • 18.30 Uhr

Ethnobotanik in Südwestchina: Traditionelles Pflanzenwissen und aktuelle Pflanzennutzung

Dr. Caroline Weckerle, Institut für Systematische Botanik, Universität Zürich

Die Bergregionen Südwestchinas zeichnen sich durch eine ausgesprochene biologische und kulturelle Vielfalt aus. Die Vegetation erstreckt sich über suptropische, warm temperierte, temperierte und alpine Zonen. Die Ausläufer des Himalaya, mit ihren hohen Bergen und tiefen Tälern, bieten eine Vielzahl an Habitaten, an die sich sowohl Pflanzen wie auch die Menschen auf unterschiedlichste Weise angepasst haben. Das Gebiet eignet sich in idealer Weise für ethnobotanische Studien, welche die Wechselwirkungen zwischen Pflanzen und Menschen und die Nutzung der pflanzlichen Umwelt durch den Menschen erforschen. Der Vortrag vermittelt Einblicke in die Vegetation Südwestchinas und die Lebensweise verschiedener Ethnien und stellt Fallstudien über die lokale Nutzung pflanzlicher Ressourcen vor. Südwestchina ist bekannt für das Vorkommen einer Vielzahl von Medizinalpflanzen. Ein grosser Teil der Pflanzen, die in der Traditionellen chinesischen Medizin (TCM) verwendet werden, wird hier wild gesammelt. Anhand von zwei Ethnien, den Bai und den Shuhi, wird aufgezeigt, wie unterschiedlich diese Vielfalt lokal genutzt wird und welche Rolle Traditionen in diesem Zusammenhang spielen. Zwei aktuelle Beispiele für wild gesammelte Produkte zur Einkommensgenerierung sind das Wildgemüse Maianthemum und der in grosser Höhe gesammelte Medizinalpilz Cordyceps. Sie sind wichtige Einnahmequellen in gewissen Gebieten Nordwest Yunnans und bei beiden Produkten hat der Sammeldruck in den letzten Jahren stark zugenommen. Ees stellt sich die Frage, ob es sich um nachhaltige Einnahmequellen handelt und was die Auswirkungen auf die Umwelt sind.

Fr. 23. Jan. 2009 • 18.30 Uhr

Some like it hot – Alpine Baumgrenzen auf fünf Kontinenten

Dr. Günter Hoch, Botanisches Institut, Universität Basel

Alpine Baumgrenzen sind ein globales Phänomen. Sie finden sich sowohl in sub-arktischen Regionen nahe dem Meeresniveau, wie auch auf sub-tropischen Gebirger auf über 4000 m Seehöhe. Obwohl der abrupte Übergang von geschlossenen montanen Wäldern zu alpinen Zwergstrauch- und Grasgesellschaften eine der auffälligsten natürlichen Grenzen zwischen zwei Ökosystemen darstellt, sind die genauen physiologischen Ursachen, welche zur Formation von klimatischen Baumgrenzen führen erstaunlicherweise noch immer unbekannt. Nach wie vor ist nicht geklärt, ob eine einzige oder eine Vielzahl von Faktoren die Entstehung von Baumgrenzen bedingt. Ist der Grund für das Verschwinden von Juniperus oberhalb von 4700 m in Zentral-Tibet der gleiche wie für Pinus auf 400 m in Nord-Skandinavien? Reagieren die weltweit verschiedenen Baumarten und -Familien an den Baumgrenzen unterschiedlich auf die mit der Seehöhe abnehmenden Temperatur, oder ist der limitierende Prozess überall derselbe – unabhängig von der systematischen Zugehörigkeit der baumgrenzbildenden Art?
Ein weltweiter Vergleich von Temperatur natürlicher alpiner Baumgrenzen zeigte, dass in fast allen Fällen die mittlere Temperatur während der lokalen Vegetationsperiode bei etwa 6°C liegt. Dieses bemerkenswerte Ergebnis lässt vermuten, dass trotz der völlig verschiedenen Umweltbedingungen (Länge der Vegetationsperiode, atmosphärischer Luftdruck, Niederschlagsmenge, geologische Gegebenheiten) ein und derselbe Prozess, nämlich eine direkte Wirkung der Temperaturen während der Vegetationszeit, das Wachstum von Bäumen limitiert. Die alpine Baumgrenze stellt somit eine fundamentale, physiologische Grenze der Wuchsform Baum dar. Um den physiologischen Mechanismus hinter diesem Temperaturlimit aufzuklären, untersuchte ich während der letzten Jahre natürliche Baumgrenzen in bislang 12 verschiedenen Regionen auf 5 Kontinenten. Ein wesentlicher Aspekt dieser Studien war vor allem die Frage, ob das kalte Klima an den Baumgrenzen eine übermässig starke Reduktion der Kohlenstoffassimilation via Photosynthese verursacht, welche schlussendlich zu einer Limitierung des Wachstums von Bäumen an der Baumgrenze führt.
Der Vortrag wirt mit einer Reihe von Bildern die eindrücklichen Landschaften der Baumgrenzen dieser Erde vorstellen und Ähnlichkeiten sowie charakteristische Unterschiede zwischen den alpinen Baumgrenzen verschiedener Klimazonen aufzeigen. Die Präsentation spannt einen geographischen Bogen von borealen Gebieten im Norden Schwedens über die weltweit höchsten Baumvorkommen in Tibet und den Anden Südamerikas bis zu den Südbuchenwäldern Patagoniens. Den wichtigsten Resultaten aus meinen Feldstudien werden im zweiten Teil des Vortrags Ergebnisse aus experimentellen Versuchen zur Entstehung von Baumgrenzen gegenübergestellt, welche in den letzen Jahren am Botanischen Institut Basel durchgeführt wurden.

Fr. 6. Feb. 2009 • 18.30 Uhr

Verborgene Schönheiten von Hawaiis Pflanzen und ihren Interaktionen mit Tieren

Prof. Dr. Andreas Erhardt, Institut für Natur-, Landschafts- und Umweltschutz, Universität Basel

Die hawaiischen Inseln sind durch vulkanische Aktivität entstanden. Ein sogenannter Hot Spot, eine besonders heisse Stelle unterhalb der Erdkruste des Pazifiks, bewirkt seit Jahrmillionen, dass an dieser Stelle die Erdkruste durchbrochen wird und sich Vulkane bilden. Da sich die pazifische Platte der Erdkruste nach Nordwesten bewegt, wird sie immer wieder neu von diesem Hot Spot durchbrochen. So hat sich im Laufe der Erdgeschichte eine ganze Kette von Inseln gebildet, die sich nordwestlich der eigentlichen Hawaiischen bis zu den Midway Inseln erstreckt und weiter nördlich als Kette von Erhebungen unter der Meeresoberfläche bis zu den Aleuten fortsetzt. Dieser Prozess lässt sich nach neueren Datierungen seit über 60 Millionen Jahren verfolgen. Die Hawaiischen Inseln sind also nie Teil eines Kontinents gewesen. Das bedeutet, dass alle Pflanzen und Tiere, welche ursprünglich diese Inseln besiedelt haben, die riesige Distanz von annähernd 4000 km oder noch weiter vom Festland, sei es Amerika oder Südostasien, überwinden mussten. Tatsächlich sind die Hawaiischen Inseln die am weitesten von einem Kontinent entfernten Inseln der Welt.
Die Hawaiischen Inseln erheben sich bis über 4000 m über den Meeresspiegel. Dementsprechend beherbergen sie auch eine Vielzahl von verschiedensten Lebensräumen, von Sandstränden, Felsküsten und Sümpfen über Regen- und Trockenwälder bis zu echt alpinen Habitaten. Die Vielfalt von Lebensräumen und die grossen klimatischen Gradienten waren ideale Voraussetzungen für die Evolution einer ausserordentlichen Vielfalt von Lebensformen auf Hawaii. 99 Prozent der terrestrischen Tiere und rund 95 Prozent der Blütenpflanzen, die ursprünglich auf Hawaii vorkamen, sind endemisch. Durch menschliche Einflüsse ist diese Vielfalt allerdings stark dezimiert worden und weiterhin bedroht. Der Vortrag soll nciht nur Bedrohungsfaktoren thematisieren, sondern vor allem Einblick in die noch immer vorhandene Vielfalt und die faszinierenden Interaktionen zwischen Pflanzen und Tieren der Hawaiischen Inseln geben.