ForschungsReport 2010-1
Schwerpunkt: Biologische Vielfalt und Ernährungsqualität
- Editorial
- Berichte aus der Forschung
- Klima und Kabeljau: Fehlt dem Nachwuchs das richtige Futter?
- Chemische Diversität bei Gewürzpflanzen
- Die Biodiversität des Geruchssinns
- Woher kommen unsere Hühner?
- Biodiversität und Leistung beim landwirtschaftlichen Nutztier
- Mikrobiologisch-genetische Ressourcen bei Fleisch
- Kleinste Helfer bei der Käseherstellung
- Gesundes Gemüse – Was steckt dahinter?
- Verborgene Schätze für mehr Ernährungsqualität
- Energiepflanzenanbau und Biodiversität
- Artenvielfalt bewirtschafteter Grünlandsysteme ergebnisorientiert honorieren
- Portrait
- Schlaglichter, Impressum
- Forschungsbereich
Ausgabe 2010-1 komplett (PDF mit 5,2 MB)
Editorial
Lebendige Vielfalt
Prof. Dr. Dr. h.c. Thomas C. Mettenleiter, Präsident des Senats der Bundesforschungsinstitute
Klima und Kabeljau: Fehlt dem Nachwuchs das richtige Futter?
Über das fragile Beziehungsgeflecht in Nahrungsnetzen
Matthias Bernreuther (Hamburg) und Christopher Zimmermann (Rostock)
Das Schicksal von Fischeiern ist in aller Regel der Tod. Entweder die Eier werden nicht befruchtet oder sie sterben aufgrund von ungünstigen Umweltfaktoren, wie zum Beispiel Sauerstoffmangel, oder sie werden von Räubern gefressen. Aus einigen wenigen schlüpfen aber doch lebensfähige Fischlarven. Für diese gilt, so schnell wie möglich zu wachsen, da es mit zunehmender Größe immer weniger Fressfeinde gibt und die Larven gleichzeitig immer widerstandsfähiger gegenüber ungünstigen Umweltbedingungen und Nahrungsknappheit werden.
Chemische Diversität bei Gewürzpflanzen
Hans Krüger und Hartwig Schulz (Quedlinburg)
Gewürzpflanzen treten uns in einer großen Vielfalt von Anis bis Zimt gegenüber. Sie sind die "sinnlichen" Komponenten in unserem Speiseplan: Sie sorgen für den Duft, verfeinern den Geschmack und können als Garnitur sogar das Auge erfreuen. Viele Kräuter wecken als "Kulturträger" Assoziationen an Regionen und Lebensstile (Kräuter der Provence) oder begleiten uns in saisonalen Produkten (Zimtsterne) durch die Jahreszeiten. Auch wenn Gewürzpflanzen nur einen vergleichsweise geringen Anteil am Gesamtspektrum der zu erhaltenden Pflanzenarten stellen, so könnte ein Verlust bestimmter Formen doch zu einer Verarmung geschmacklicher Vielfalt führen und damit unsere Esskultur beeinträchtigen.
Die Biodiversität des Geruchssinns
Mit neuen Methoden die molekulare Funktion der Geruchsrezeptoren erfassen
Dietmar Krautwurst (Freising/Weihenstephan)
Der Geruchsinn ist ein besonders eindrucksvolles Beispiel für Biodiversität – sowohl was die Anzahl der verschiedenen Geruchsrezeptoren (rund 390) betrifft als auch ihre individuell unterschiedliche Ausprägung. Welcher Geruchsstoff nun welchen Rezeptor am wirkungsvollsten aktiviert, ist für die allermeisten menschlichen Geruchsrezeptoren noch immer nicht bekannt. Neue, gentechnisch etablierte Zellsysteme und auf Fluoreszenz und Lumineszenz basierende bildgebende Verfahren erlauben es, die Funktion der Geruchsrezeptoren auf molekularer Ebene zu untersuchen.
Woher kommen unsere Hühner?
Molekulare Marker helfen bei der Abgrenzung genetischer Gruppen der Haushühner
Steffen Weigend (Neustadt-Mariensee)
Beim Haushuhn wie auch bei anderen Nutztierarten spiegelt das breite Spektrum an Rassen und Schlägen die Vielfalt wider, die sich während der Domestikation entwickelt hat. Während sich im privaten Bereich eine große Anzahl von Liebhabern hobbymäßig der Rassegeflügelzucht widmet, hat sich die kommerzielle Hühnerzucht in den letzten Jahrzehnten auf wenige Unternehmen verdichtet, die hoch spezialisierte Linien der Mast- und Legerichtung züchten. Diese Zuchtprodukte haben aufgrund ihres hohen Leistungsniveaus schnell eine weltweite Verbreitung gefunden und leistungsschwächere Rassen aus der Nutzung verdrängt. Das Aussterben von Rassen bedeutet einen Verlust an genetischer Vielfalt. Wie hoch dieser Verlust ist hängt davon ab, wie eng verwandt die verdrängten Rassen mit anderen, noch existenten Rassen sind und wie viel Gemeinsames sie mit den wirtschaftlich genutzten Linien aufweisen. Vor diesem Hintergrund befasst sich das Institut für Nutztiergenetik am Friedrich- Loeffler-Institut (FLI) mit Aspekten der Domestikation, der Rassenvielfalt und der Charakterisierung genetischer Unterschiede beim Haushuhn mit neuesten molekulargenetischen Methoden.
Biodiversität und Leistung beim landwirtschaftlichen Nutztier
Jens Vanselow und Martina Langhammer (Dummerstorf)
Nutztiere treten uns in großer Vielfalt entgegen. Diese Vielfalt hat sich als Anpassung an die unterschiedlichsten Anforderungen im Verlauf der Domestikation herausgebildet. Heutzutage liefern immer weniger Nutztierarten und -rassen einen substantiellen Beitrag zur tierischen Produktion. Die Erforschung der "funktionalen Biodiversität" bildet eine Voraussetzung für den Erhalt der genetischen Vielfalt als Basis der Züchtung, um auf sich verändernde Umweltbedingungen und wechselnde Verbraucherwünsche reagieren zu können.
Mikrobiologisch-genetische Ressourcen bei Fleisch
Biodiversität und nachhaltige Nutzung bei der Herstellung von Fleisch-Erzeugnissen
Lothar Kröckel (Kulmbach)
Die mikrobiologische Vielfalt im Lebensmittel Fleisch hängt von der Produktbeschaffenheit ebenso ab wie von den Lagerungsbedingungen, der Verarbeitung und den residenten Mikroorganismen in den Herstellerbetrieben, der sogenannten „Hausflora“. Hygienefehler können diese Systeme aus dem Gleichgewicht bringen und zu frühzeitigem Verderb oder im schlimmsten Fall zu erhöhten gesundheitlichen Risiken für den Verbraucher führen. Mikroorganismen von tatsächlichem oder potenziellem Wert für die natürliche Konservierung von Fleisch, etwa als Starter- und Schutzkulturen, bzw. bestimmte Teile ihres Erbguts sind unverzichtbare mikrobiologisch-genetische Ressourcen für innovative Entwicklungen vor dem Hintergrund sich wandelnder Konsumgewohnheiten und Konsumentenansprüche..
Kleinste Helfer bei der Käseherstellung
Untersuchungen zur Vielfalt der Rotschmiere-Flora
Wilhelm Bockelmann, Jochen Dietrich und Knut J. Heller (Kiel)
Käse, Joghurt, Kefir: Grundstoff für alle diese Lebensmittel ist die Milch. Bei der Herstellung der verschiedenen Milchprodukte spielen Mikroorganismen eine entscheidende Rolle. Doch trotz der Vielfalt der Produkte – man denke nur an die vielen verschiedenen Käsespezialitäten – ist die Vielfalt der mikrobiellen Helfer begrenzt. Meist werden definierte Säuerungskulturen eingesetzt, denn sie bieten zwei Vorteile: Hohe Sicherheit für den Verbraucher und konstante sensorische Eigenschaften des Lebensmittels. Einen Sonderfall stellen Rotschmierekäse dar. Neben der Reifung durch Milchsäurebakterien in Käseinnern erfolgt auch eine Reifung an der Käseoberfläche, verursacht durch verschiedene Hefen und Bakterien. Diese stammen normalerweise nicht aus zugesetzten Kulturen, sondern aus der natürlichen "Hausmikroflora" der Käsereien und sind entsprechend komplex zusammengesetzt.
Gesundes Gemüse – Was steckt dahinter?
Silke Ruppel, Angelika Krumbein und Monika Schreiner (Großbeeren)
Gemüse ist gesund – dieser Grundsatz ist in der modernen Ernährungswissenschaft allgemein anerkannt. Mehr als 200 Langzeitstudien erbrachten ein eindeutiges Ergebnis: Personen, die viel Gemüse und Obst essen, erkranken seltener an Krebs und Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Eine besondere Schutzwirkung zeigten alle Kohlgemüse, dunkelgrünes Blattgemüse sowie rotes und gelbes Gemüse und Obst. Die Schutzwirkung beruht offensichtlich auf einem Zusammenspiel vieler verschiedener Pflanzeninhaltsstoffe. Zunehmendes Interesse erwecken in jüngster Zeit auch die Millionen von Bakterien, die auf der Pflanze beziehungsweise im pflanzlichen Gewebe leben und bei Verzehr von frischem Gemüse in den Verdauungstrakt des Menschen gelangen. Diese an der Pflanze lebende Bakteriengemeinschaft ist äußerst vielfältig und setzt sich aus verschiedensten Bakterienarten und -gattungen zusammen.
Verborgene Schätze für mehr Ernährungsqualität
Genetische Ressourcen des Hafers
Matthias Herrmann, Christoph Germeier (Quedlinburg)
Hafer zeichnet sich durch einen hohen Gehalt an löslichen Ballaststoffen (β-Glucan), essenziellen Fettsäuren und antioxidativen Vitaminen sowie einer günstigen Aminosäurekomposition seiner Eiweiße aus. Er ist daher aus ernährungsphysiologischer Sicht unser wertvollstes Getreide. Für die Züchtung verbesserter Sorten stellen pflanzengenetische Ressourcen wertvolles Ausgangsmaterial dar. Im Julius Kühn-Institut (JKI) werden derzeit im Rahmen eines Forschungsprojekts genetische Ressourcen des Hafers charakterisiert. An mehreren, über Europa verteilten Standorten werden dafür die Qualitätsmerkmale alter Landsorten und Sammlungsherkünfte bis hin zu modernen Sorten untersucht. In einem weiteren Forschungsprojekt steht die genetische Kartierung von Genomregionen, die an der Ausprägung agronomischer und qualitätsrelevanter Eigenschaften beteiligt sind, im Mittelpunkt. Die Vorhaben sollen dazu beitragen, der vernachlässigten Kulturpflanze Hafer auch künftig ihren Platz in den landwirtschaftlichen Fruchtfolgen zu sichern.
Energiepflanzenanbau und Biodiversität
Deutschlandweites Verbundprojekt EVA erforscht Alternativen zum Energiemaisanbau
Michael Glemnitz, Ralph Platen, Karoline Brandt und Johannes Hufnagel (Müncheberg), Christoph Saure (Berlin)
Äcker bieten zahlreichen wildlebenden Pflanzen- und Tierarten Lebensraum; sie sind Ort der Vermehrung der Arten, sie dienen der Futtersuche, einfach nur als Schutz vor Fressfeinden oder als Durchzugsraum. Jede Veränderung in der Landnutzung wirkt sich zwangsläufig auf die Vielfalt, die Zusammensetzung und Funktionen der vorkommenden Arten aus. Ständige Veränderung ist ein Charakteristikum von Agrarlandschaften – die meisten der dort vorkommenden Arten sind bis zu einem bestimmten Maße daran angepasst. Kritisch werden die Effekte erst dann, wenn die Änderung in der Landnutzung die Reproduktion der Arten, ihre Funktionen und ihr Ausweichvermögen nachhaltig einschränken.
Artenvielfalt bewirtschafteter Grünlandsysteme ergebnisorientiert honorieren
Ansätze zur Weiterentwicklung von Agrarumweltprogrammen
Sebastian Klimek (Braunschweig), Johannes Isselstein (Göttingen) und Horst-Henning Steinmann (Göttingen)
Biologische Vielfalt bildet die Grundlage für landwirtschaftliche Produktion, Ernährung und die Funktionsfähigkeit von Agrarökosystemen. Der zunehmende Verlust an Biodiversität stellt eine der größten Herausforderungen der Zukunft dar. Vor diesem Hintergrund ist es dringend notwendig, Agrarumweltprogramme als Instrument zur Erhaltung und Förderung der biologischen Vielfalt in Agrarökosystemen weiterzuentwickeln. Der folgende Beitrag zeigt am Beispiel von landwirtschaftlich genutztem Grünland, wie sich die pflanzliche Artenvielfalt durch eine ergebnisorientierte Honorierung erhalten lässt.
Deutsche Genbank Obst (DGO) – Ein neues Konzept zur Erhaltung alter Obstsorten
Die Erhaltung obstgenetischer Ressourcen ist die Grundlage für eine dauerhafte Sicherung des Obstbaus in Deutschland. Aus diesem Grund werden bereits seit Beginn des 20. Jahrhunderts zahlreiche Sorten unterschiedlicher Obstarten in staatlichen und nicht staatlichen Sammlungen erhalten. Kürzlich wurde die DeutscheGenbank Obst gegründet. Dieses dezentrale Netzwerk hat das Ziel, die Arbeit dieser einzelnen Sammlungen zu koordinieren.
Johann Heinrich von Thünen-Institut – Institut für Biodiversität
Die Frage nach der Bedeutung von Biodiversität für die Struktur und Leistung von Ökosystemen sowie die Besorgnis über den Verlust der biologischen Vielfalt, zum Beispiel durch Lebensraumverluste, unerwünschte Stoffeinträge, Veränderungen des Klimas oder die Verbreitung gebietsfremder Organismen, haben das BMELV veranlasst, die Ressortforschungsaktivitäten im diesem Bereich auszudehnen und ein Institut für Biodiversität im Johann Heinrich von Thünen-Institut (vTI) zu gründen.
Friedrich-Loeffler-Institut – PopRep – ein neuer Web-Dienst
Monitoring landwirtschaftlicher Zuchtpopulationen
Die "Rio-Konvention" zur biologischen Vielfalt (1992) hat einen Fokus auf den Erhalt der Diversität von Rassen innerhalb der Arten landwirtschaftlicher Nutztiere gesetzt. Während es bei zahlenmäßig kleinen Populationen offensichtlich ist, dass sie des Schutzes bedürfen, ist dieses bei großen Populationen nicht so deutlich. Deren Bedeutung ist für die Erzeugung von Nahrungsmitteln aber ungleich größer, sodass ihre genetische Verarmung möglicherweise auch ungleich schwerwiegender wäre. Daher hat das "Nationale Fachprogramm zur Erhaltung tiergenetischer Ressourcen" ein regelmäßiges Monitoring aller Rassen in Deutschland vorgeschlagen.
Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim – Mit Biogas und Biokohle zur Kohlenstoffsenke
Die effiziente und nachhaltige Konversion von Biomasse zu hochwertigen Energieträgern und Kohlenstoffsenken ist das Ziel des Ende 2009 gestarteten Forschungsprojekts APECS (AnaerobicPathways to Renewable Energies and Carbon Sinks).
Schlaglichter, Impressum
- Bundesinstitut für Risikobewertung: Nanosilber gehört nicht in Textilien und Kosmetika
- Max Rubner-Institut: Biokäufer zeigen bewussteres Ernährungsverhalten
- Senat der Bundesforschungsinstitute: Neue Geschäftsstelle des Senats
- Julius Kühn-Institut: Wo der Wurm die Nase rümpft
- Johann Heinrich von Thünen-Institut: Treibhausgasbilanzen berechnen
- Friedrich-Loeffler-Institut: Greifswald ehrt FLI-Präsidenten
Lesen Sie die vollständigen Meldungen unserer Schlaglichter und das Impressum (PDF).
