In den Jahren 2007-2009 fand mit der Erfassung rebengenetischer Ressourcen in Deutschland zum ersten Mal eine nationale Erhebung statt, die die genauen Mengenverhältnisse der Rebsorten der verschiedenen Weinbauregionen erfasste. Auf der Basis von Rasterzellen in der Größe von 10 km x 10 km wird die Anzahl der angebauten Rebsorten der Weinrebe gezeigt. Ebenso ist die Anzahl der erfassten Stockzahl der Weinrebe pro Rasterzelle in den Daten enthalten. Die Erhebung wurde von der BLE mit Mitteln des BMEL gefördert. Die Ergebnisse der Erfassung rebengenetischer Ressourcen in Deutschland wurden im Jahr 2010 veröffentlicht und bilden die Grundlage der Deutschen Genbank Reben, die ein wesentliches Instrumentarium zur Sicherung rebengenetischer Ressourcen in Deutschland ist.
Im Verbundprojekt werden die Vielfalt an EPS-Pathogenen und EPS-Parasiten, -Parasitoiden und -Prädatoren, wie auch die Intensität des Befalls in verschiedenen Entwicklungsstadien des EPS und in unterschiedlichen standörtlichen und klimatischen Bedingungen systematisch erfasst. In unserem Teilvorhaben (TP1) wird die genetische Ausstattung der EPS-Populationen untersucht. In einem Transekt von Norden bis Süden Deutschlands werden EPS befallene Gebiete als Versuchsflächen von allen Projektpartnern gemeinsam ausgesucht. Diese Gebiete sollen möglichst unterschiedliche klimatische/standörtliche Bedingungen, wie auch eine unterschiedliche Kalamitätsgeschichte, darstellen, damit möglichst viele Faktoren, bei der Auswertung der genetischen Strukturen der EPS-Populationen berücksichtigt werden können. Diese EPS-Populationen werden mittels molekulargenetischer Marker genetisch untersucht. Dabei werden zwei mitochondrialer Gene (COI und COII) sequenziert um Differenzen zwischen EPS-Individuen festzustellen. Weiterhin werden nukleare Mikrosatelliten Marker (SSRs) angewendet, um die genetische Variabilität innerhalb und die genetische Differenzierung zwischen Populationen zu erfassen. In diesem Schritt werden bekannte, erfolgreiche SSRs aus dem Pinien- auf den Eichenprozessionsspinner übertragen. Die am besten funktionierenden und variablesten SSRs werden für die Erfassung der genetischen Strukturen der EPS-Populationen verwendet. Sowohl die Sequenzierung der COI-Gene als auch die Fragmentanalyse der SSRs werden mittels Kapillarlektrophorese an einem DNA-Sequenzer durchgeführt. Die räumlichen genetischen Strukturen und die phylogenetische Bäume werden in Zusammenhang mit den standörtlichen/klimatischen/Kalamitätsgeschichtlichen Faktoren Auskunft über die Abstammung/Entstehung der Populationen geben. In der Gesamtauswertung im Verbundprojekt wird die genetische Diversität der EPS-Populationen mit der Vielfalt der Antagonistenvielfalt und die Befallsidensität korreliert werden.
Bakterielle Gemeinschaften die mit oberirdischen Pflanzenteilen assoziiert sind spielen eine entscheidende Rolle für die Gesundheit der Wirtspflanze. Es wird vermutet, dass die Zusammensetzung dieser zu einem großen Teil durch das Ursprungsmaterial für Besiedelung (z.B. Erde) determiniert wird, aber auch dass Pflanzen-Charakteristika wie die Verfügbarkeit von Stickstoff und Kohlenstoff, sowie Sekundärmetabolite entscheidend sind. Obwohl Blüten direkt an die Gesundheit und Reproduktion von Pflanzen gekoppelt sind, sind die bakteriellen Kolonisierer der Anthosphäre derzeit deutlich weniger charakterisiert und verstanden als Blatt-assoziierte Bakterien. Dies betrifft auch deren ökologische Rolle und wie sich Umgebungsgradienten, wie z.B. Landnutzung auf Zusammensetzung und Funktion dieser Organismen auswirken. Wir planen mit Hilfe des hierarchischen Designs der Exploratorien organismische und genetische alpha-, beta- und gamma-Diversität von Blüten-Microbiomen zu erfassen. Wir zielen darauf hin, diese in Zusammenhang mit Landnutzung, Pflanzendiversität sowie Blütencharakteristika (Düfte, C- und N-Verfügbarkeit) zu bringen und die Verknüpfung der verschiedenen Biodiversitäts-Ebenen untereinander zu verstehen. Diese Daten werden uns erlauben, die jeweilige Bedeutung von Umgebungs- und Pflanzenfaktoren abzuschätzen. Damit werden die Ergebnisse eine neue Perspektive auf die Assoziation von Bakterien und Blüten ermöglichen und auch die Einflüsse anthropogener Veränderungen auf deren organismische und genetische Diversität zu verstehen.
Das beantragte Gerätesystem kombiniert die Leistungsfähigkeit und hohe Auflösung der Next-Generation- Sequenzierung mit der Hochdurchsatz-Kapazität von Genotypisierungs- und Expressionsarrays. Es deckt den gesamten Bereich niedriger bis sehr hoher Plexitätsgrade ab und ermöglicht Untersuchungen auf DNA-, RNA- und Protein-Ebene. Es wird hauptsächlich von den überwiegend neu besetzten Fachgebieten Genetik und Züchtung landwirtschaftlicher Nutztiere, Nutzpflanzenbiodiversität und Züchtungsinformatik, Ernährungsphysiologie der Kulturpflanzen und Physiologie und Biotechnologie der Pflanzen genutzt. Die beiden genetischzüchterisch ausgerichteten Fachgebiete werden das Gerät schwerpunktmäßig für Sequenzierungen einzelner Gene und ganzer Genome und für Array-basierten Genotypisierungen und Expressionsanalysen nutzen. Die eher physiologisch ausgerichteten Fachgebiete werden das Gerät für die auf RNA-Sequenzierung basierende Expressionsanalyse, die Identifizierung von Mutationen durch next-genration-mapping, sowie für die Sequenzierung ausgewählter Gene landwirtschaftlicher Kulturpflanzen nutzen. Durch das mächtige Gerätesystem können diese Fachgebiete die Möglichkeiten der modernen Genomforschung in ihren jeweiligen Forschungsschwerpunkten mit einbauen und dadurch international sichtbare und hochkompetetive Projekte realisieren.
Anthropogene Umweltveränderung beeinflussen die Phänologie und genetische Diversität von Pflanzen, mit weitreichenden Konsequenzen für ökologische Lebensgemeinschaften und die Evolution. Langzeitdaten solcher Veränderungen sind jedoch selten. Herbarien bieten die seltene Möglichkeit für Langzeitstudien über Phänologie und genetische Diversitätsveränderungen, vor allem da neue genomische Hochdurchsatzmethoden neuerdings auch eine Analyse historischer Proben von Nicht-Modellarten erlauben. Wir schlagen ein Forschungsprojekt vor, dass die Langzeitperspektiven von Herbarien mit den Stärken der Biodiversitätsexploratorien verbinden und die Phänologie und genetische Diversität heutiger Pflanzen in der Biodiversitätsexploratorien mit der von historischen Belegen der gleichen Arten aus den gleichen Regionen vergleichen soll. Wir werden uns auf frühblühende Pflanzen im Laubwald-Unterwuchs konzentrieren, da diese Arten eine deutliche, zeitlich begrenzte Blühperiode haben, und somit besonders geeignet zur Untersuchung phänologischer Veränderungen, sowie des Einflusses der Waldnutzung auf die Phänologie, sein sollten. Unser Projekt wird Feldbeobachtungen mit dem Studium naturwissenschaftlicher Sammlungen und cutting-edge Methoden der Herbariumgenomik verbinden um (1) eine umfassende Untersuchung der Blühphänologie aller frühblühenden Pflanzenarten in Wald-EPs durchzuführen und den Einfluss der Waldnutzung auf die Blühphänologie zu testen, sowie (2) mehrere grosse Herbaria nach Belegen der gleichen Pflanzenarten aus den gleichen Regionen zu durchsuchen, um langfristige Trends in der Blühphänologie, sowie den Einfluss des Klimas auf die Phänologie zu testen und die aktuellen Phänologie daten in einen historischen Kontext stellen zu können. Darüberhinaus wollen wir eine neue genomische Hochdurchsatzmethode zur Untersuchung historischer Herbarbelege, hyRAD-hybridization capture using RAD probes, etablieren und austesten, und (4) diese Methode dann dazu verwenden, um die genetische Diversität der heutigen Pflanzen im Laufwaldunterwuchs mit der ihrer Vorfahren aus den gleichen Regionen zu vergleichen. Unser Projekt wird die erste umfassende Unterschung von Pflanzenphänologie, sowie die erste Analyse der genetischen Diversität von Waldpflanzen in den Biodiversitätsexploratorien beinhalten. Vor allem bietet es erstmals eine Langzeitperspektive, und den ersten Versuch eines Vergleichs heutiger mit historischer Biodiversität in den Biodiversitätsexploratorien.
Emission und Ausbreitung von Pollen heimischer Baumarten sind bedeutende Prozesse, denn einerseits gehören Baumpollen zu den wichtigsten im Frühjahr aktiven Allergenen des Menschen, und andererseits ist die Pollenausbreitung ein entscheidender Prozess im Lebenszyklus der vorwiegend windbestäubten Bäume gemäßigter Breiten. So ist die Pollenausbreitung unverzichtbar für Bestäubung, Reproduktion und natürliche Regeneration und darüber hinaus für den Genfluss und die genetische Vielfalt innerhalb und zwischen Waldbaumpopulationen. Ziel des hier vorgeschlagenen Projektes ist die Analyse derjenigen meteorologischen Faktoren, welche die lokale Freisetzung und Ausbreitung von Baumpollen in einem typischen mitteleuropäischen Mischwald beeinflussen und die Entwicklung eines funktionellen Modells zur Pollenemission. Hierzu werden Messungen der Pollenkonzentration und meteorologischer Faktoren in einer hohen zeitlichen Auflösung auf drei Höhenstufen eines 30 m hohen Messturmes im 'Lehrforst Rosalia' in Ostösterreich durchgeführt. Der Pollenkollektor besteht aus drei speziell für diese Fragestellung entwickelten aktiven Probenahmeeinheiten, die eine gleichmäßige Pollensammlung aus allen Richtungen und eine hohe zeitliche Auflösung ermöglichen. Die meteorologische Ausstattung besteht aus drei Ultraschall Anemometern und konventionellen Temperatur-, Strahlungs-, und Feuchtesensoren, welche die meteorologischen Daten in denselben Höhen aufnehmen wie die Pollenkonzentrationen (über dem Kronendach, im Kronenbereich und am Waldboden). Zusätzlich zur Messkampagne soll der Pollentransport mit einem Lagrange-Partikel Modell simuliert werden. Die dafür erforderlichen Trajektoren werden mit einem diagnostischen Windfeldmodell auf Grundlage umliegenden synoptischer Messstationen erzeugt. Die zu erwartenden umfangreichen Daten werden signifikant beitragen: a) zu einem besseren Verständnis der Pollenemission verschiedener mitteleuropäischer Baumarten, b) zu einem funktionellen Verständnis der tageszeitlichen Variation der Pollenfreisetzung in Abhängigkeit von den meteorologischen Parametern, c) zu unserem Wissen über den horizontalen und vertikalen Pollentransports innerhalb und über der Bestandesschicht, und d) zur Möglichkeit Pollenkonzentrationen mit einem Lagrange-Partikel Modell zu simulieren. Die Ergebnisse des Projekts sind die Grundlage für eine neue Generation von Modellen zur Simulation der Pollenausbreitung. Derartige Modelle sind wichtige Werkzeuge für forstwissenschaftliche Fragestellungen und im Landschaftsmanagement, zur Vorhersage und zum Monitoring von allergieauslösenden Pollen und für Risikoanalysen zum Einsatz genetisch modifizierter Bäume.
Die Berliner Strategie zur biologischen Vielfalt macht die Förderung der Biodiversität zur Aufgabe der Stadtgesellschaft. Mit 38 Zielen, die in den vier Themenfeldern Arten und Lebensräume, urbane Vielfalt, genetische Vielfalt und Gesellschaft gebündelt sind, bezieht sich die Strategie gleichermaßen auf den Schutz der Natur in der offenen Landschaft wie auch auf die Förderung von Biodiversität in Grünflächen, Parks oder Gärten. Ziel ist eine gute Nachbarschaft von Menschen, Tieren und Grün in der Stadt. Die Strategie schafft Orientierung, bietet vielen laufenden Aktivitäten Rückenwind und setzt neue Impulse. Auf dieser Seite werden gute Beispiele für die Umsetzung der Berliner Strategie zur biologischen Vielfalt vorgestellt. Sie zeigen, mit welchem Nachdruck sich Bürgerinnen und Bürger, Initiativen, Verbände, einzelne Verwaltungsbereiche und einige Unternehmen einsetzen. Bild: Florian Möllers Arten und Lebensräume Berliner Lebensräume sind vielfältig, von naturnahen Wald- und Wasserlandschaften bis hin zu Parks, Gärten und Stadtbrachen. Weitere Anstrengungen sind erforderlich, um die Lebensräume samt ihrer Arten zu stärken. Arten und Lebensräume Weitere Informationen Bild: Gisela Lütkenhaus Genetische Vielfalt Eine hohe genetische Vielfalt ist die Voraussetzung für die Stabilität von Populationen und die Anpassungsfähigkeit von Tier- und Pflanzenarten. Der Schutz naturnaher Lebensräume, der Einsatz gebietseigener Pflanzen und die Förderung alter Kultursorten und Nutztiere sind wichtige Ansätze. Genetische Vielfalt Weitere Informationen Bild: Landesbeauftragter für Naturschutz und Landschaftspflege Urbane Vielfalt Der hohe Grünanteil in Berlins Stadtbild wird überwiegend durch urbane Lebensräume geprägt. Bei der Stadtentwicklung und der Pflege des Stadtgrüns soll immer auch die Förderung der biologischen Vielfallt mitgedacht werden. Urbane Vielfalt Weitere Informationen Bild: Berliner Forsten Gesellschaft Der Erhalt der biologischen Vielfalt liegt in der Verantwortung der Gesellschaft. Auch reichen die Umweltauswirkungen der Metropole weit über die Stadtgrenzen hinaus und sind teils global wirksam. Der Umweltbildung kommt eine besondere Rolle für Bewusstseinsbildung und Partizipationsmöglichkeit zu. Gesellschaft Weitere Informationen
Berlin setzt sich schon lange für die Natur- und Artenvielfalt in der Stadt ein. Entsprechend geht die Berliner Strategie zur Biologischen Vielfalt 2030+ Hand in Hand mit anderen stadtweiten Ansätzen zur Förderung des Stadtgrüns, wie die 2020 verabschiedete Charta Stadtgrün und dem Programm „1.000 grüne Dächer für Berlin“. Das Bestreben Berlins, freie Flächen für die biologische Vielfalt zu aktivieren, wird in vielen Vorhaben der letzten Jahre deutlich. So wurden ehemalige Flugfelder wie der Landschaftspark Johannistal, das Tempelhofer Feld und die Tegeler Stadtheide als urbane Offenlandschaften weiterentwickelt. Ebenfalls auf ehemaligen Verkehrsinfrastrukturen sind der Park am Nordbahnhof, der Natur-Park Schöneberger Südgelände und der Park am Gleisdreieck entstanden, bei denen die Einbeziehung der spontan gewachsenen Vegetation als ‚urbane Wildnis‘ dem aktuellen Zeitgeist von Parkgestaltung entspricht. Die inklusive Ausstellung „Bahnbrechende Natur“ im Natur-Park Schöneberger Südgelände thematisiert dies vor Ort. Ein weiteres Beispiel ist die Beratungsstelle „Grün macht Schule“, die sich für die ökologische und kindgerechte Gestaltung der vielen Berliner Schulhöfe einsetzt. Der Biotopverbund Berlin eine Grundlage entwickelt, um die verschiedenen Habitate miteinander zu verbinden und 34 Zielarten festgelegt, die noch besser vernetzt werden können. Die Beziehung zwischen Mensch und Tier ist ambivalent und historisch von einem gedanklichen Gegensatz geprägt, wie Stadt versus Natur, Zivilisation versus Wildnis. Statt wildlebende Tiere nur in ihren ursprünglichen Refugien zu schützen, wird die Stadt integrativ mit und für Tiere geplant. Bei Berlins Wachstum sollten auch neue Lebensräume für Pflanzen und Tiere berücksichtigt werden, um Mehrwehrt für die biologische Vielfalt zu schaffen. Dieser Ansatz wird bei der Entwicklung des Schumacher Quartiers deutlich, bei dem Wohn- und Lebensraum für Menschen und ausgewählte Tierarten gebaut wird. Eine tiergerechte Stadtgestaltung hat zwei Anforderungen an Gebäude: Glasfassaden dürfen für Vögel nicht zur Gefahr werden. Die tierfreundliche Glasgestaltung am Axel-Springer Neubau zeigt, wie es gehen kann. Gebäude sind außerdem potenzieller Wohnraum für viele Brutvögel und Fledermäuse, deren Quartiere frühzeitig in die Planung integriert werden sollten. Das „Artenhilfsprogramm Fledermäuse“ verbessert die Lebensraumfunktion von Bauwerken wie der Zitadelle Spandau oder des alten Wasserwerks Tegel – mit großem Erfolg: Arten wie das Große Mausohr sind wieder häufiger zu Gast. Mit der Bestäuberstrategie und den zugehörigen Projekten werden Nahrungsangebote und die Nistmöglichkeiten für Wildbienen und andere Insekten konkret verbessert, beispielsweise an der Rummelsburger Bucht in Lichtenberg oder im Spreebogenpark in Mitte. Gleichzeitig wird das Vorkommen invasiver gebietsfremder Arten überwacht und Maßnahmen ergriffen. Städtische Lebensräume werden zunehmend im Sinne einer möglichst hohen biologischen Vielfalt geschützt und gepflegt. Die Schutzgebiete können mitten in der Stadt sein, wie die eiszeitliche Binnendüne mitten in Wedding. Auch außerhalb der Schutzgebiete werden Wald- und Ackerlandschaften im Einklang mit naturschutzfachlichen Anforderungen bewirtschaftet. Die Berliner Forsten arbeiten schon lange mit dem FSC-Siegel für nachhaltige und verantwortliche Waldwirtschaft und fördern natürliche Prozesse bei der Waldentwicklung. Mit dem Mischwaldprogramm wird die Wälder außerdem an die veränderten Bedingungen im Klimawandel angepasst. Landwirtinnen und Landwirten pflegen blühende Feldraine und andere Kulturlandschaftselemente laut Pachtverträgen. Es gibt zahlreiche Beweidungsprojekte, die nicht nur die Arten- und Strukturvielfalt, sondern auch die genetische Vielfalt alter Nutztierrassen fördern. Wasserbüffel grasen mittlerweile im Tegeler Fließ, in den Tiefwerder Wiesen und dem Erpetal, Hochlandrinder und Konikpferde finden sich in der Rieselfeldlandschaft Hobrechtsfelde und Schafe im Landschaftspark Johannisthal wieder. Das Berliner Ökokonto gleicht Eingriffe in Natur und Landschaft, die durch Bauprojekte der wachsenden Stadt entstehen, gezielt aus, indem es Flächen mit besonders hohem Aufwertungspotenzial, wie die Malchower Aue, verbessert. Die Senatsumweltverwaltung finanziert Moorprojekte der Klimaschutzabgabe Moor. Die Abgabe beruht auf dem Umfang dienstlicher Flugreisen des Berliner Senats. Zuletzt wurde mit diesen Mitteln der Wasserhaushalt der Moore Krumme Laake und Kleine Pelzlaake in Treptow-Köpenick verbessert, sodass diese nicht nur mehr Kohlenstoff speichern, sondern auch eine größere Artenvielfalt beherbergen können. Mit dem Programm „Blaue Perlen für Berlin“ sollen Kleingewässer wie der Lankegrabenteich in Steglitz als artenreiche Biotope gestärkt werden. Zudem richten die Bezirke die Pflege öffentlicher Grünflächen zunehmend auch nach der Prämisse einer hohen biologischen Vielfalt aus, wie im Grünzug Gartenstraße in Pankow oder im Spektegrünzug in Spandau. Wie das geht, steht unter anderem in dem vom Senat entwickelten Handbuch „Gute Pflege“.
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