Pflanzenbiologie

Unter dem Begriff Pflanzenbiologie (engl.: Plant Biology) werden verschiedene experimentelle Fachdisziplinen zusammengefasst, z. B. die Physiologie, Biochemie und Zellbiologie der Gewächse (bzw. die Botanik im allgemeinen Sinne). Der Terminus wurde 1928 von der Carnegie Institution for Science im Rahmen der Umbenennung eines Forschungslabors etabliert.

Bereits im 19. Jahrhundert wurde der Begriff „Pflanzenbiologie" im Zusammenhang mit botanischen Studien verwendet ^[1] , aber erst Jahrzehnte später ist dieses Doppelwort zum international anerkannten Fachterminus erhoben worden. Im Jahr 1902 hat der Unternehmer Andrew Carnegie (1835–1919) in den USA die „Carnegie Institution of Washington" gegründet, eine Non-Profit-Organisation, die u. a. Wissenschaft und Kunst fördert. Das 1903 etablierte „Desert Laboratory" wurde zwei Jahre später zum Hauptsitz des „Department of Botanical Research". Dieser Name wurde 1923 in „Laboratory for Plant Physiology" geändert und 1928, nach Neu-Organisation der dort vertretenen Pflanzenwissenschaften, in „Division of Plant Biology" umbenannt. ^[2] Im Jahr 2001 änderte die 1924 gegründete „American Society of Plant Physiologists" (ASPP) ihren Namen in „American Society of Plant Biologists" (ASPB), und ein Jahr später (2002) wurde die Buchserie „Annual Review of Plant Physiology" (gegründet 1950) in „Annual Review of Plant Biology" umbenannt. Das Wort „Pflanzenbiologie" lebt u. a. in Titeln anderer Fachzeitschriften fort, wie z. B. dem Journal der Deutschen Botanischen Gesellschaft, früher „Botanica Acta", später in „Plant Biology" umbenannt.

Wie im Detail dargelegt ^[3] , untersuchen Botaniker im Wesentlichen die Morphologie und Systematik der Gewächse, während Pflanzenbiologen unter Einsatz experimenteller Verfahren schwerpunktmäßig die Funktion der grünen Organismen ergründen. Als „Mutterdisziplin" gilt die 1865 in Poppelsdorf bei Bonn von Julius Sachs (1832–1897) etablierte Experimental-Physiologie der Pflanzen ^[4] . Diese, von ihrem „Urvater" auch als „Pflanzen-Physiologie" bezeichnete Naturwissenschaft ^[5] wurde 2015 als „Systembiologie photoautotropher Organismen (Pflanzen, Algen, Cyanobakterien)" definiert. ^{[6] [7] [8]} Aus der Physiologie der Gewächse entwickelte sich im Verlauf der 1950er Jahre die Biochemie der Pflanzen als eigene Disziplin, mit dem Teilgebiet der Pflanzen-Molekularbiologie. Weiterhin haben cytologische Studien unter Einsatz Elektronen- und fluoreszenzmikroskopischer Methoden zur Herausbildung der Zellbiologie der Pflanzen geführt, wobei auch eine Pflanzen-Biophysik (unter Einsatz von Druckmess-Sonden, Extensiometern, Patch Clamp-Techniken usw.) an verschiedenen Forschungseinrichtungen existiert. Die Pflanzen-Biotechnologie verfolgt u. a. das Ziel, unter Einsatz von Zellkulturen Biomoleküle mit therapeutischem Nutzen herzustellen. ^[9] All diese Teilgebiete sind im Wesentlichen Labor-Wissenschaften, mit Ausnahme der Ökophysiologie der Pflanzen, die auch Freiland-Studien mit einbezieht. ^[10]

Mit der Etablierung der Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) als Modellorganismus und der Sequenzierung des Genoms dieses „Unkrauts" (2000) konnte die Physiologie der Pflanzen (einschließlich biochemisch, cytologisch-molekulargenetischer Aspekte) zu einem Teilgebiet der Systembiologie ^[11] ausgebaut werden. ^[12] Diese reformierte Sicht der Biowissenschaften basiert auf dem Grundsatz, den Organismus als Ganzes (Phänotyp), einschließlich seiner Mikroben (bakterielle Symbionten usw.), zu verstehen. Aktuelle pflanzenphysiologische Themen reichen von der Erforschung der Stammzellen-Dynamik über Analysen von Auferstehungspflanzen, dem Wassertransport unter Berücksichtigung synthetischer Bäume, dem Stofftransport auf Grundlage Herz-artiger molekularer Pumpen, der Genom-Analytik und Epigenetik, der Sex-Gender-Problematik, der Hormon- und Schattenvermeidungs-Physiologie, den kommunizierenden Pilzwurzeln, der Stickstoffversorgung mit Bezug zur Welternährung, dem Tier-ähnlichen Pflanzenverhalten, bis zur Ergründung der globalen Photosynthese. Hierbei wird der Klimawandel, wie auch die Grüne Gentechnik, und die Frage bezüglich einer Pflanzenintelligenz in experimentelle wie theoretische Analysen einbezogen. ^[12]

• Alison M. Smith (Hrsg.): Plant Biology. Taylor & Francis, 2006, ISBN 978-0815340256
• Ulrich Kutschera: Physiologie der Pflanzen. Sensible Gewächse in Aktion. LIT-Verlag, Berlin 2019, ISBN 978-3-643-14226-9.

YouTube-Videos zur Physiologie der Pflanzen:

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1. ↑ Stefano Mancuso. Federico Delpino and the foundation of plant biology. Plant Signal. Behav. 2010, 5, S. 1067–1071
2. ↑ Herman A. Spoehr. Division of Plant Biology. Carnegie Institution of Washington Year Book No 28. Washington, USA, 1929, S. 161–165.
3. ↑ Ulrich Kutschera, Winslow R. Briggs. From Charles Darwin’s botanical country-house studies to modern plant biology. Plant Biol. 2009, 11, S. 785–795.
4. ↑ Julius Sachs. Handbuch der Experimental-Physiologie der Pflanzen. Verlag Wilhelm Engelmann, Leipzig, 1865, S. V–VI.
5. ↑ Julius Sachs. Vorlesungen über Pflanzen-Physiologie. Verlag Wilhelm Engelmann, Leipzig, 1882, S. IV–V.
6. ↑ Ulrich Kutschera. Comment. 150 years of an integrative plant physiology. Nature Plants 2015, 1/15131, S. 1–3.
7. ↑ Ulrich Kutschera. Basic versus applied research: Julius Sachs (1832–1897) and the experimental physiology of plants. Plant Signal. Behav. 2015, 10/9: e1062958, S. 1–9.
8. ↑ Ulrich Kutschera, Karl J. Niklas. Julius Sachs (1832–1897): The father of plant phyisology. Amer. J. Bot. 2018, 105, S. 656–666.
9. ↑ Dieter Heß. Biotechnologie der Pflanzen. Verlag Eugen Ulmer, Stuttgart, 1992, S. 12–16.
10. ↑ Walter Larcher. Physiological Ecology of Plants. 3. Ed. Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, 2003, S. 10–12.
11. ↑ Systems Biology Group, Inc. – Palo Alto, CA (USA)
12. ↑ ^{a b} Ulrich Kutschera. Physiologie der Pflanzen. Sensible Gewächse in Aktion. LIT-Verlag, Berlin 2019, S. 633–662.

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