ETH-News

Pflanzen mit mehrfachem Chromosomensatz haben gegen¨¹ber ihren Verwandten mit doppeltem Chromosomensatz Vorteile. Warum sie aber zu Beginn oft unfruchtbar sind, war nur teilweise bekannt. ETH-Biologinnen haben jetzt einen neuen Grund f¨¹r die Startschwierigkeiten entdeckt.

Eine pestizidfreie Landwirtschaft ist auch ohne Umstellung auf Bio m?glich. Robert Finger erkl?rt die Vorteile und Herausforderungen.

Laut einer neuen Studie k?nnte die Wiederherstellung nat¨¹rlicher W?lder rund 226 Gigatonnen Kohlenstoff binden ¨C allerdings nur dann, wenn die Menschheit auch ihre Treibhausgasemissionen stark reduziert. Zudem braucht es gemeinsame Anstrengungen zum Erhalt und zur Wiederherstellung der biologischen Vielfalt.

W?lder erneuern sich von Natur aus selbst. Wie die Waldverj¨¹ngung genau funktioniert, ist bisher jedoch kaum erforscht. Forschende der ETH Z¨¹rich und der WSL haben sich daran gemacht, das Puzzle zu l?sen.

W?lder in ganz Europa leiden im Sommer vermehrt unter Hitze und D¨¹rre ¨C in manchen Jahren verbraunen B?ume vorzeitig und sterben teils sogar ganz ab. Forschende der ETH Z¨¹rich und der WSL zeigen auf, wie extreme Wetterbedingungen ¨¹ber mehrere Jahre die Verbraunung der W?lder beg¨¹nstigen.

Im Waldlabor Z¨¹rich auf dem H?nggerberg untersuchen ETH-Forschende die Speicher- und Transportprozesse des Wassers im Wald. K¨¹rzlich konnten sie zeigen, dass Streu und Totholz den Wasserhaushalt des Waldes weit st?rker beeinflussen als bisher gedacht.

Die weltweiten Massnahmen zur Sanierung gesch?digter ?kosysteme haben ihre Ziele bislang verfehlt. F¨¹r Sara L?fqvist muss ?kologische Wiederherstellung sozial gerecht erfolgen, damit die Menschen, das Klima und die Biodiversit?t effektiv profitieren.

Bisher blieben Gebirgsregionen von biologischen Invasionen weitgehend verschont. Doch jetzt zeigt eine neue Monitoringstudie, dass sich weltweit gebietsfremde Pflanzen entlang von Verkehrswegen rasch in gr?ssere H?hen ausbreiten.

Forschende der ETH Z¨¹rich konnten zeigen, welche Gene verhindern, dass sich Gr?ser selber befruchten. Pflanzenwissenschaftler:innen k?nnen den Mechanismus nun gezielter einsetzen, um neue Sorten von Futtergr?sern aber auch von Reis oder Gerste zu z¨¹chten.

Forschende der ETH Z¨¹rich untersuchen in den Alpen, wie die Vegetation auf die Klimaerw?rmung reagiert ¨C und weshalb alpine Pflanzengesellschaften Neuank?mmlingen aus tieferen Lagen nach wie vor standhalten.

Ein Forschungsteam der ETH Z¨¹rich und der WSL ist diesen Sommer nach Spitzbergen gereist, um das ?Arctic Greening? unter die Lupe zu nehmen. Projektleiter Sebastian D?tterl ¨¹ber Forschen zwischen Eisb?ren, Streiks und Krieg.

Forschende der ETH Z¨¹rich, aus den USA und Uganda entdeckten das Gen, das in gewissen Maniok-Kultivaren eine Resistenz gegen die gef¨¹rchtete Maniok-Mosaikkrankheit vermittelt. F¨¹r die Z¨¹chtung resistenter Pflanzen ist das ein wichtiger Schritt.

Eine hohe biologische Vielfalt ist nicht nur sch?n, sie ist auch wichtig. ETH-Wissenschaftler erforschen die Grundlagen dazu, wie sich die Vielfalt von Arten und Genen entwickelt und wozu wir Menschen diese Vielfalt dringend brauchen.

F¨¹r Achim Walter ist es ein Gebot der Zeit, dass wir alle auch beim Essen den Verstand einschalten und Verantwortung ¨¹bernehmen: Als Konsumierende k?nnen wir ein Ern?hrungssystem f?rdern, das der Umwelt dient, der Gesundheit und jenen, die nicht im ?berfluss leben.

In der Videoserie ?Ask the Expert? beantworten Fachpersonen der ETH Z¨¹rich Fragen aus der Community. In dieser Ausgabe gibt Bruno Studer Auskunft zum Thema molekulare Pflanzenz¨¹chtung.

Mittels molekulargenetischer Methoden lassen sich heute zukunftsf?hige Nutzpflanzen ¨C wie beispielsweise ein Multin?hrstoffreis ¨C z¨¹chten. Forschende fordern, das Risiko von neuen Pflanzensorten nicht aufgrund der Z¨¹chtungsmethode, sondern anhand ihrer Eigenschaften zu beurteilen.

Was f¨¹r das Wiesland gilt, gilt offenbar auch f¨¹r das Ackerland: Mischkulturen sind ertragreicher als Monokulturen. Das zeigt eine ETH-Forschungsgruppe um Christian Sch?b auf.

Evolution kennt keinen Stillstand. Von St?rungen l?sst sie sich gar antreiben. Wie ETH-Forschende dem Geheimnis von Ver?nderungen auf die Spur kommen wollen.

Ein aussergew?hnliches Jahr geht zu Ende. ETH-News blickt zur¨¹ck auf Lichtblicke in schwierigen und unruhigen Zeiten, auf geniale Einf?lle, spannende Wissenschaft und gelebte Solidarit?t w?hrend und abseits der Corona-Pandemie.

Wird es w?rmer, steigen Organismen aus dem Tiefland h?her hinauf. Forschende der ETH und der WSL untersuchten, was mit Pflanzengemeinschaften auf Grasland in den Alpen geschehen k?nnte, wenn pflanzenfressende Heuschrecken aus tieferen Lagen sich dort ansiedeln.

Forschende der ETH Z¨¹rich weisen bei europ?ischen Laubb?umen einen selbstregulierenden Mechanismus nach, der ihre Wachstumsphase begrenzt: B?ume, die im Fr¨¹hling und Sommer mehr Photosynthese betreiben, werfen ihre Bl?tter im Herbst fr¨¹her ab.

Der warme und trockene Sommer 2018 hat in den verschiedenen ?kosystemen deutliche Spuren hinterlassen. ETH-Forschende stellen fest, dass auch in h?heren Lagen k¨¹nftig mit negativen Folgen zu rechnen ist, wenn sich das Klima weiter erw?rmen wird.

Schon seit l?ngerem ist bekannt, dass die RNA-Interferenz Gene in entfernten Zellen stummschaltet. Nun weisen ETH-Forschende erstmals eindeutig nach, dass kurze doppelstr?ngige RNA-Schnipsel die Kuriere sind, welche die RNA-Interferenz ¨¹ber weite Entfernung ¨¹bermitteln.

Die fleischfressende Venusfliegenfalle ist bekannt daf¨¹r, dass ihre Fangbl?tter blitzartig zuklappen, sobald ein Beutetier ihre Sinneshaare zweimal in Folge ber¨¹hrt. Ein Team von Forschern der ETH Z¨¹rich und der Universit?t Z¨¹rich hat nun einen neuen Schnappmechanismus entdeckt.

F¨¹r Achim Walter ist klar: Die aufkeimende K¨¹nstliche Intelligenz wird die Agrar?kologie entscheidend voranbringen. Doch bevor man die Fr¨¹chte der KI ernten kann, m¨¹ssen Computer noch einiges lernen.

Soja und Klee haben in ihren Wurzeln eigene D¨¹ngerfabriken ¨C Bakterien stellen dort das f¨¹r die Pflanzen wichtige Ammonium her. Obschon dies schon seit Langem bekannt ist, haben Wissenschaftler den Wirkungsmechanismus erst jetzt im Detail beschrieben. Das k?nnte nun helfen, mit Biotechnologie die Landwirtschaft nachhaltiger zu gestalten.

Eine Billion B?ume pflanzen ist nur ein Teil einer umfassenden L?sung f¨¹r den Klimawandel. Thomas Crowther pl?diert f¨¹r einen ganzheitlichen Ansatz, der Wiederaufforstung und Emissionsreduktion umfasst.

Mit Smart Farming ist die Landwirtschaft im Big-Data-Zeitalter angekommen: Drohnen, Roboter und eine intelligente Bildverarbeitung sollen Effizienz und Nachhaltigkeit auf Bauernh?fen steigern. Davon k?nnte die kleinr?umige Landwirtschaft in der Schweiz besonders profitieren.

ETH-Forschende sind massgeblich an einer Methode beteiligt, mit der rasch und gezielt krankheitsresistente Bohnen f¨¹r verschiedene Weltregionen gez¨¹chtet werden k?nnen. Damit tragen sie dazu bei, die Ern?hrungssicherheit von Selbstversorgern in L?ndern in den Tropen zu verbessern.

ETH-Forschende fanden im Unterengadin auf ¨¹ber 2400 Metern Steinpilze ¨C das h?chste bisher bekannte Vorkommen des beliebten Speisepilzes in den Alpen. Und die Pilze haben sich einen neuen Pflanzenpartner ?geschnappt?, der noch nicht auf der Liste m?glicher Symbionten stand.

Fremde Planeten befl¨¹geln unsere Vorstellungskraft: Warum nicht Mond oder Mars besiedeln? Wo Fakten fehlen, bl¨¹ht die Fiktion. Nicht selten wird aus Science-Fiction aber irgendwann Realit?t.

Die aktuelle Folge des ETH-Podcasts handelt von einer Forscherin, welche ein ?kosystem f¨¹r Astronauten in einer Raumstation oder Bewohner einer Mars-Basis entwickeln m?chte.

Agrartechnik geniesst keinen guten Ruf. Dabei ist sie ¨C intelligent weiterentwickelt ¨C wichtig f¨¹r mehr Nachhaltigkeit und Biodiversit?t in der Landwirtschaft, meint Achim Walter.

Dank Digitalisierung forschen ?kologen immer seltener im Feld. Doch auf digitale Daten allein sollte man sich nicht verlassen, findet Christoph K¨¹ffer. Ein Pl?doyer f¨¹r die Feldforschung.

Um unsere Landwirtschaft ?kologischer und widerstandsf?higer zu machen, ist eine moderne und leistungsf?hige Z¨¹chtungsforschung unabdingbar, sagt Wilhelm Gruissem.

Pflanzenbiotechnologen der ETH Z¨¹rich haben Maniok mit Hilfe der ber¨¹hmten Genschere CRISPR/Cas9 genetisch ver?ndert. Die neue Sorte enth?lt amylosefreie St?rke, welche f¨¹r die Verarbeitung von Vorteil ist.

Der Klimawandel bringt nicht nur trockenere Sommer, sondern auch w?rmere Fr¨¹hlinge. Dies l?sst B?ume und Str?ucher fr¨¹her austreiben, was sie f¨¹r sp?ten Frost anf?llig macht, wie ETH-Waldforscher nachweisen.

Wo und wie wir Ackerbau betreiben, ist seit jeher eine strittige Frage ¨C und heute aktueller denn je. Doch einfache Antworten wird es auch k¨¹nftig keine geben, meint Achim Walter.

Wir haben jetzt die Gelegenheit, eine globale Antwort auf die Abholzung von W?ldern, die Bodenzerst?rung und den Klimawandel zu finden. Nutzen wir sie, sagt Jaboury Ghazoul.

Yams ist ein Wurzelgew?chs und als Grundnahrungsmittel in Westafrika unentbehrlich. Die herk?mmlichen Anbaumethoden sind aber unproduktiv und degradieren B?den. Das Projekt YAMSYS will dies ?ndern ¨C zusammen mit lokalen Akteuren der Yams-Wertsch?pfungskette.

Im Sommerhalbjahr untersuchen Umweltwissenschaftler anhand von einzelnen Bl?ttern, wie B?ume mit Licht, Wasser und N?hrstoffen haushalten und wie dies die CO₂-Aufnahme ganzer W?lder beeinflusst.

ETH-Forschende haben eine neue Reissorte entwickelt, die in ihren K?rnern nicht nur die Spurenelemente Eisen und Zink anreichert, sondern gleichzeitig auch Beta-Karotin als Vorstufe von Vitamin A erzeugt. Damit liesse sich der ?versteckte Hunger? in Entwicklungsl?ndern wirkungsvoll eind?mmen.

Stacheln und Dornen halten hungrige Grosss?uger fern. So die g?ngige Lehrmeinung. ETH-Forschende konnten nun aber nachweisen, dass auch die spitzen Pflanzenanh?ngsel Raupen das Leben schwermachen. Diese Erkenntnis k?nnte in der Z¨¹chtung von Nutzpflanzen wichtig werden.

Was braucht es, um unsere Agro?kosysteme diverser und sicherer zu gestalten? Zum Beispiel Buchweizen ¨C ein vielversprechendes altes Korn, das nicht verwandt ist mit Getreide, dennoch lagerbare K?rner macht und herrlich herb bis bitter schmeckt.

Nur wenige alte Gem¨¹se- und Fruchtsorten aus dem enormen Agrobiodiversit?tsschatz der Schweiz haben ihren Weg zu den Grossverteilern gefunden. Dabei k?nnten diese urspr¨¹nglichen Nutzpflanzen helfen, den genetischen Flaschenhals in der Landwirtschaft zu ¨¹berwinden.

?berl?sst man Wiederaufforstungs-Fl?chen von tropischen W?ldern der Natur, kann sich der Bestand gewisser gef?hrdeter Baumarten nicht erholen. Insbesondere gilt dies f¨¹r B?ume mit grossen Fr¨¹chten, deren Samen von V?geln ausgebreitet werden, wie ETH-Wissenschaftler in einem Regenwald in Indien zeigten.

Wie die Unterschiede zwischen den Geschlechtern entstehen, ist nicht nur abh?ngig davon, welche Teile des Erbguts geschlechtsspezifisch aktiv werden. Es stellt sich auch die Frage, in welchem Geschlecht solche Ver?nderungen stattfinden. Das zeigen ETH-Forscher anhand eines nahe verwandten Pflanzenpaars.

In Zeiten von Bio-Boom und verkl?rter Naturromantik hat die Pflanzenz¨¹chtung einen schweren Stand. Vergessen geht, dass ihr der Mensch seine wichtigsten Nahrungslieferanten verdankt. Fast nichts von dem, was wir heute essen, kam fr¨¹her auf der Welt nat¨¹rlich vor.

Forschende der ETH Z¨¹rich haben mit der Hefe erstmals einen nichtpflanzlichen Organismus dazu gebracht, St?rke zu produzieren. Mit Hilfe des neuen Modellsystems k?nnen sie nun einfach erforschen, wie St?rke gebildet wird und welche Rolle die beteiligten Enzyme dabei spielen. In Zukunft lassen sich in Hefe m?glicherweise gezielte Ver?nderungen an der St?rke ausprobieren.

Vor mehr als 10'000 Jahren begann der Mensch, Wildpflanzen zu domestizieren. Seitdem z¨¹chten wir Kulturpflanzen, um sie resistenter zu machen und Ertr?ge zu steigern. Neue Methoden erlauben es nun, das Erbgut pr?zise zu ver?ndern. Das wirft Fragen auf, die gesellschaftlich diskutiert und entschieden werden m¨¹ssen.

Die Pflanzenwissenschaftler der ETH Z¨¹rich haben vor kurzem in Lindau-Eschikon eine weltweit einmalige Anlage in Betrieb genommen: eine Feldph?notypisierungsanlage. Damit k?nnen die Forschenden Kulturpflanzen sehr pr?zise vermessen und ¨¹berwachen.

The Seychelles archipelago in the western Indian Ocean is home to the Coco de Mer, a legendary palm tree that grows the biggest seeds in the world. These have been highly prized for centuries and still are popular tourist souvenirs today. But can the Coco de Mer flourish in the face of adversity?

Vom 10. bis 11. M?rz besuchte eine Delegation von Schulleitungsmitgliedern und Forschenden von Universit?ten S¨¹dafrikas die ETH Z¨¹rich. ETH-News hat mit zwei Forschern gesprochen, die seit ¨¹ber zehn Jahren zusammenarbeiten.

Wild bees pollinate our crops, and in doing so produce much of the food on which the world depends. But the destruction of their natural habitats, mostly due to agricultural spread and intensification, means we are losing these valuable insects. Promoting beekeeping to compensate for the loss of wild pollinators is not a straight forward solution, however.

¡°It¡¯s complicated¡­¡±, or at least ¡°it¡¯s more complicated than you think¡°. Our opinion on issues, from the futile to the most pressing, tends to be based on an illusion of understanding [1]. We think we know, and this entitles us to take action. But it¡¯s actually more complicated than you think.

Forschende in Z¨¹rich und K?ln sammelten eine grosse Zahl von Bakterienst?mmen, die auf Pflanzen leben. Die Sammlung steht am Anfang eines vielversprechenden neuen Forschungsgebiets. Wissenschaftler k?nnen nun gezielt im Labor untersuchen, wie Bakterien Wachstum und Gesundheit von Pflanzen f?rdern.

Pflanzenforscherinnen und -forscher haben einen Weg gefunden, dass die Maniokpflanze h?here Mengen von Vitamin B6 in ihrer Wurzelknolle und ihren Bl?ttern bildet. Dies k?nnte helfen, Millionen von Menschen in Afrika vor schweren Mangelerscheinungen zu sch¨¹tzen.

Die Baubewilligung ist erteilt: Die ETH Z¨¹rich, die Universit?t Z¨¹rich und der Kanton Z¨¹rich k?nnen in Eschikon Lindau mit dem Agrovet-Strickhof ein gemeinsames, landwirtschaftliches Bildungs- und Forschungszentrum bauen. Forschungsleiterin Carla Soliva und der IT-Verantwortliche Hans-Rudolf Wettstein zu den geplanten Bauten und die Chancen f¨¹r die Nutztierforschung.

Since the dawn of human civilization, trees and forests have provided us with food, resources, and energy. And humans often have a strong sense of connection with trees ¨C we display an affection and tenderness for them. But the history of human development is also one of forest loss and transformation.

Wissenschaftler der ETH Z¨¹rich bauten ein Thermometer, das mindestens hundertmal empfindlicher ist als bisherige Temperatursensoren. Es besteht aus einem biologisch-synthetischen Hybridmaterial mit Tabakzellen und Nanor?hrchen.

Phosphor spielt als Pflanzenn?hrstoff eine zentrale Rolle f¨¹r die Landwirtschaft. Durch eine zielgerichtete Z¨¹chtung k?nnten Pflanzen den vorhandenen Bodenphosphor besser nutzen. Doch es gibt auch innovative Strategien um das Phosphorrecycling zu verbessern.