DBG · Nachwuchsförderung

Jan Rudolph (Universität Kassel)

Jan Rudolph erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Kassel im Jahr 2026 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft für die Arbeit:

Untersuchung pflanzlicher Aerosolpartikel in unterschiedlichen Höhen eines Auwaldes mit Hilfe von Metabarcoding

Mit Hilfe von eDNA Metabarcoding lassen sich saisonale und interannuelle Variationen bei in der Luft befindlichen pflanzlichen Spuren detektieren, wie diese Arbeit der Grundlagenforschung zeigt. 

Aufgrund der globalen Erwärmung kommt es immer häufiger zu Extremwetterereignissen, welche in Form von Dürreperioden der Vegetation stark zusetzen können, weshalb ein Verständnis über die Reaktion von Pflanzen auf diese Stressfaktoren benötigt wird, um effektive Schutzmaßnahmen durchführen zu können. 

Im Rahmen des Leipziger Auwaldkran Projekts der Universität Leipzig werden seit dem Jahr 2019 wöchentlich mittels passiver Pollenfallen Proben an drei Positionen in jeweils drei unterschiedlichen Höhen (3, 15.5 und 28 m) innerhalb des städtischen Auwaldes gesammelt. In dieser Masterarbeit wurden die Proben aus je drei Wochen im Frühling und im Herbst der Jahre 2019 – 2023 untersucht, wobei die Bestimmung der enthaltenen Taxa mittels Metabarcoding geschah und anschließend die beobachteten Diversitäten auf saisonale und interannuelle Unterschiede überprüft wurden, sowie auf deren Korrelation mit verschiedenen Klimaelementen.

Insgesamt konnten 94 Gattungen detektiert werden, wobei sich die Gattungszusammensetzung der Proben, die früher im Jahr gesammelt wurden, stets deutlich von denen später im Jahr unterschied. Gleichzeitig bestand nur geringe Variation zwischen unterschiedlichen Jahren im Herbst, während die gefundenen Gattungen im Frühling von Jahr zu Jahr deutlich größeren Schwankungen unterlagen. Das Einbeziehen verschiedener Wetterparameter ließ einen Zusammenhang mit aufgetretenen Niederschlagsereignissen erkennen, welche allerdings nur einen geringen Teil der beobachteten Variation erklärten. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigten somit, dass die in vergangenen Jahren aufgetretenen Dürreperioden zumindest in Teilen einen Einfluss auf die Pollenproduktion bestimmter Taxa hatten. Ein Ziel zukünftiger Untersuchungen könnte somit die Identifizierung weiterer Umweltfaktoren oder physiologischer Faktoren sein, welche für die beobachteten Schwankungen im Frühling verantwortlich sind.

___

Jan Rudolph fertigte die Arbeit am Institut für Biologie im Fachgebiet Botanik in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Birgit Gemeinholzer an.

Ergebnisse der Principal Coordinate Analysis (PCoA) Ergebnisse der Principal Coordinate Analysis (PCoA) basierend auf dem Jaccard Dissimilarity Index. Jeder Punkt entspricht einer Probe. Die Farbe der Punkte entspricht dem jeweiligen Sammlungsjahr der entsprechenden Probe und die Form entspricht der Jahreszeit, in der die Probe gesammelt wurde. Prozentangaben an den Achsen entsprechen dem durch die Achse erklärten Anteil der Varianz des Datensatzes. Je näher Punkte beieinander liegen, desto ähnlicher sind sich die Proben. A) Eingezeichnete Ellipsen markieren die primäre Punkteverteilung für Proben identischen Jahres sowie identischer Jahreszeit. Die Farbe der Ellipsen entspricht dem Jahr der zugehörigen Proben. B) Wetterparameter wurden als Pfeilvektoren auf die Ordination projiziert. Die Ausrichtung der Vektoren entspricht der durch sie beeinflussten Varianz der Daten, während die Länge der Vektoren mit der Stärke ihrer Korrelation zur beobachteten Varianz in Verbindung steht. Ltemp = Lufttemperatur; relFeuchte = relative Luftfeuchtigkeit; Ldruck = Luftdruck; WiGe = Windgeschwindigkeit; WiGe_max = maximale Windgeschwindigkeit; Regen = Niederschlag; RegenDau = Niederschlagsdauer. Grafik: Jan Rudolph