© 2013 American Society of Plant Biologists Warum Pflanzen studieren? Why study plants?

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1 © 2013 American Society of Plant Biologists Warum Pflanzen studieren? Why study plants?

2 © 2013 American Society of Plant Biologists Pflanzen sind, wie die meisten Tiere, vielzellige Eukaryonten Bakterien Archaea Tiere Pflanzen Pilze Gemeinsame Vorfahren

3 © 2013 American Society of Plant Biologists Pflanzen sind unterschiedlich Grünalgen Leber- moose Laub- moose Gefäßpflanzen Bärlapp- gewächse Farne Samen- pflanzen Blüten- pflanzen Gymnospemen Monokotyledonen Dikotyle- donen Landpflanzen Pflanzen können an den verschiedensten Standorten gedeihen.

4 © 2013 American Society of Plant Biologists Pflanzen machen uns glücklich Dravigne, A. et al. (2008) HortScience 43: 183-187; Photo credit: tom donald Menschen mit Pflanzen im Blickfeld sind mit ihrer Arbeit zufriedener.

5 © 2013 American Society of Plant Biologists Pflanzen sind erstaunliche Lebewesen Größte Blüten (~ 1 m) Älteste Lebewesen (~ 5000 Jahre) Größte Organismen (> 100 m) Photo credits: ma_suska; Bradluke22; Stan Shebs

6 © 2013 American Society of Plant Biologists Wir können nicht ohne Pflanzen leben Pflanzen produzieren den größten Teil des Sauerstoffs, von dem wir leben. Pflanzen produzieren den größten Teil der chemisch gebundenen Energie, die wir als Nahrung nutzen oder als Treibstoff verbrennen. Pflanzen produzieren eine erstaunliche Vielfalt von nützlichen Verbindungen. Photo credit: Tom Donald

7 © 2013 American Society of Plant Biologists Joseph Priestley (1772) erkannte, dass die Atmung von Tieren und Menschen die Luft “verbraucht”. Ein Lebewesen in einem abgeschlossenen Behälter stirbt. Wir können nicht ohne Sauerstoff leben! KEIN Sauerstoff

8 © 2013 American Society of Plant Biologists Priestley erkannte auch, dass Pflanzen die Fähigkeit besitzen, Luft wieder regenerieren zu können. Heute wissen wir, dass Pflanzen den für uns lebenswichtigen Sauerstoff als Nebenprodukt der Photosynthese produzieren. Wir können nicht ohne Sauerstoff leben! Sauerstoff wird von der Pflanze produziert

9 © 2013 American Society of Plant Biologists Pflanzen fixieren Kohlendioxid und synthetisieren daraus energiereiche Produkte, die wir als Nahrungsgrundlage nutzen Über die Photosynthese setzen Pflanzen das atmosphärische CO 2 zunächst in Zucker um. CO 2

10 © 2013 American Society of Plant Biologists Pflanzen produzieren eine erstaunliche Vielfalt an wertvollen Verbindungen Vitamin A Vitamin C Vanillin Kaffein Morphin CO 2

11 © 2013 American Society of Plant Biologists Why study plants? Um gefährdete Pflanzen und eine bedrohte Umwelt zu schützen. Um die Natur besser verstehen zu können. Um Pflanzen als Rohstoffe und Produzenten von Nahrung und Medizin besser nutzen zu können. Photo credit: tom donald

12 © 2013 American Society of Plant Biologists Das Studium der Pflanzen zeigt uns unsere Welt Zeichnung des Korks von Robert Hooke, dem Entdecker der “Zellen” Zellen wurden erstmals in Pflanzen entdeckt Korkzellen (Photographie) Photo credit: ©David B. Fankhauser, Ph.D

13 © 2013 American Society of Plant Biologists Viren wurden erstmals aus Pflanzen isoliert Tabakmosaikvirus Viren infizieren Menschen, Tiere und Pflanzen. Sie verursachen viele Krankheiten wie AIDS, Hepatitis, SARS, Schweinegrippe, Windpocken und Kinderlähmung. Image Copyright 1994 Rothamsted Research.

14 © 2013 American Society of Plant Biologists Die Arbeiten von Gregor Mendel an Erbsen führten zu den Vererbungsregeln … und halfen uns, menschliche Krankheiten wie die Sichelzellen Anämie zu verstehen... G. Mendel (1822-1884)

15 © 2013 American Society of Plant Biologists Die Arbeiten von Gregor Mendel an Erbsen führten zu den Vererbungsregeln... und die Hämophilie, wie auch unzählige andere genetisch bedingte Erkrankungen. Stammbaum einer Familie mit Hämophilie Allelen G. Mendel (1822-1884)

16 © 2013 American Society of Plant Biologists Die Mendel´schen Regeln waren grundlegend für die Pflanzengenetik und die moderne Pflanzenzüchtung. Pflanzenzüchter Norman Borlaug (1914-2009) Nobelpreis 1970 Die Arbeiten von Gregor Mendel an Erbsen führten zu den Vererbungsregeln G. Mendel (1822-1884)

17 © 2013 American Society of Plant Biologists Warum Pflanzen studieren? WHY STUDY PLANTS?

18 © 2013 American Society of Plant Biologists Die Weltbevölkerung wächst und wächst … Die Weltbevölkerung wird sich zwischen 1950 (2.5 Milliarden) und 2020 (7.5 Milliarden) verdreifachen. Weltbevölkerung (Milliarden)

19 © 2013 American Society of Plant Biologists Ein Hauptziel der Pflanzenwissenschaft ist die Steigerung der Nahrungsmittelproduktion. Es wird angenommen, dass wir einen Anstieg um 70% in den nächsten 40 Jahren benötigen werden. Die Weltbevölkerung wächst und wächst …

20 © 2013 American Society of Plant Biologists Mangelernährung und Hunger lassen überproportional viele Kinder sterben 2004 starben 60 Millionen Menschen weltweit (Source: World Health Organization, 2008)

21 © 2013 American Society of Plant Biologists 10 Millionen waren Kinder unter fünf Jahren; davon 99% aus Entwicklungsländern ( Source: The State of the World's Children, UNICEF, 2007) Mangelernährung und Hunger lassen überproportional viele Kinder sterben

22 © 2013 American Society of Plant Biologists 5 Millionen Kinder unter fünf Jahren sterben jährlich an Unterernährung und den damit verbundenen Ursachen; d.h. alle sechs Sekunden stirbt ein Kind im Vorschulalter einen vermeidbaren Tod. Mangelernährung und Hunger lassen überproportional viele Kinder sterben

23 © 2013 American Society of Plant Biologists 1 Millionen Kinder sterben jährlich an Vitamin A - Mangel. (Source: Vitamin and Mineral Deficiency, A Global Progress Report, UNICEF) Mangelernährung und Hunger lassen überproportional viele Kinder sterben

24 © 2013 American Society of Plant Biologists Wie würde die Welt auf eine Krankheit reagieren, die die Bevölkerung in den USA, Kanada und der Europäischen Gemeinschaft betrifft?

25 © 2013 American Society of Plant Biologists Mehr als 1 Milliarde Menschen weltweit leiden chronisch an Hunger Das ist mehr als die Gesamtbevölkerung in den USA, Kanada und der Europäischen Gemeinschaft (Source: FAO news release,19 June 2009)

26 © 2013 American Society of Plant Biologists Mehr als zwei Milliarden Menschen weltweit leiden an Eisenmangel und sind anämisch Das ist mehr als die Gesamtbevölkerung in den USA, Kanada, der Europäischen Gemeinschaft und China (Source: World Health Organization, WHO Global Database on Anaemia)

27 © 2013 American Society of Plant Biologists WAS KÖNNEN DIE WISSENSCHAFTLER DAGEGEN TUN?

28 © 2013 American Society of Plant Biologists Durch die Entwicklung von Pflanzen die trocken- oder stress-tolerant sind die weniger Dünger oder Wasser benötigen die pathogen-resistent sind die nahrhafter sind Pflanzenwissenschaftler können ein Beitrag zur Linderung des Hungers leisten

29 © 2013 American Society of Plant Biologists Das Wachstum von Pflanzen wird oftmals durch Trockenheit beeinträchtigt Image source: IWMI Gebiete mit physikalischem und ökonomischem Wassermangel

30 © 2013 American Society of Plant Biologists Trockenstress wird durch den Anstieg der globalen Temperatur verstärkt Der Ernteertrag kann in warmen Gebieten um ~3 - 5% pro 1°C Temperaturanstieg sinken. © European Communities, 1995-2009. Image Source: The PESETA Project Vorhersage der Temperaturänderung für den Zeitraum 2071-2100, relativ zum Zeitraum 1961-1990.

31 © 2013 American Society of Plant Biologists Sogar ein milder Trockenstress führt zu Ernte-Einbußen Bereits ein milder Trockenstress führt zur Reduktion der Photosynthese und des Wachstums; ein starker Trockenstress zum Absterben.

32 © 2013 American Society of Plant Biologists Wir brauchen Pflanzen mit der Fähigkeit, unter Stress-Bedingungen gut zu wachsen Waldrodungen für den Landgewinn führen jedoch zu einer gesteigerten CO 2 - Abgabe in die Atmosphäre Hitze und Trockenheit beeinträchtigen den Ernteertrag Mehr Landfläche zum Anbau von Nutzpflanzen benötigt

33 © 2013 American Society of Plant Biologists Die Änderung eines einzigen Gens kann der Pflanze Trocken-Toleranz verleihen Anschl. Wässerung Gut gewässert 10 Tage trocken20 Tage trocken Trocken- tolerant Wildtyp Yu, H., Chen, X., Hong, Y.-Y., Wang, Y., Xu, P., Ke, S.-D., Liu, H.-Y., Zhu, J.-K., Oliver, D.J. and Xiang, C.-B. (2008). Activated expression of an Arabidopsis HD-START protein confers drought tolerance with improved root system and reduced stomatal density. Plant Cell. 20: 1134-1151.1134-1151

34 © 2013 American Society of Plant Biologists Ein vergrößertes Wurzelsystem trägt zur Trocken-Toleranz bei KeimlingeAusgewachsene Pflanzen Wildtyp Trocken- tolerant Trocken- tolerant In Trockengebieten könnte ein Anbau von Pflanzen mit vergrösserten Wurzelsystemen zu höheren Ernteerträgen führen. Yu, H., Chen, X., Hong, Y.-Y., Wang, Y., Xu, P., Ke, S.-D., Liu, H.-Y., Zhu, J.-K., Oliver, D.J. and Xiang, C.-B. (2008). Activated expression of an Arabidopsis HD-START protein confers drought tolerance with improved root system and reduced stomatal density. Plant Cell. 20: 1134-1151.1134-1151

35 © 2013 American Society of Plant Biologists Düngemittel sind limitiert und ihre Herstellung ist energieaufwändig Nutzpflanzen brauchen Dünger - Kalium, Phosphat, Stickstoff und andere Elemente. Kalium und Phosphat stammen aus nicht-erneuerbaren Quellen. Die Herstellung von Stickstoff- Düngern verbraucht hohe Energiemengen. Photo credits: Mining Top News; Library of Congress, Prints & Photographs Division, FSA-OWI Collection, LC-USW361-374

36 © 2013 American Society of Plant Biologists Der Einsatz von Düngemitteln trägt beträchtlich zur Umweltverschmutzung bei Photo courtesy of NASA/Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio) Das Auswaschen von Düngemitteln ist umweltschädigend. Es führt zur Algenblüte; der damit verbundene Sauerstoffmangel im Wasser zerstört die Grundlagen für jegliches Leben.

37 © 2013 American Society of Plant Biologists Die Aufnahme von Nährstoffen in die Pflanzen kann verbessert werden Verbesserte Transportsysteme in der Wurzel können den Einsatz von Düngemitteln reduzieren. Yuan, L., Loque, D., Kojima, S., Rauch, S., Ishiyama, K., Inoue, E., Takahashi, H., and von Wiren, N. (2007). The organization of high-affinity ammonium uptake in Arabidopsis roots depends on the spatial arrangement and biochemical properties of AMT1-type transporters. Plant Cell 19: 2636-2652.2636-2652

38 © 2013 American Society of Plant Biologists Nutzpflanzen werden mit mehrjährigen Pflanzen gekreuzt, um die Abhängigkeit von Dünger und Wasser zu reduzieren. Wes Jackson vom Land Institute zeigt die mehrjährige Pflanze Thinopyrum intermedium (Weizengras), die mit dem Weizen verwandt ist Mehrjährige Pflanzen haben ein größeres Wurzelsystem und können Wasser und Nährstoffe besser aufnehmen als die meisten (einjährigen) Nutzpflanzen Photo credit: Jodi Torpey, westerngardeners.comwesterngardeners.com

39 © 2013 American Society of Plant Biologists Zwei ernste Krankheiten bedrohen z. Zt. die Welternährung Phytophthora infestans bewirkt die Kartoffelfäule und hat sich erneut zu einer ernsten Bedrohung entwickelt. Puccinia graminis tritici, der Getreide-Rostpilz, hat sich ebenfalls zu einer aggressiven Form entwickelt. Photo credits: www.news.cornell.edu; www.fao.org

40 © 2013 American Society of Plant Biologists Phytophthora infestans zerstört Kartoffeln Die Kartoffelfäule wird durch Phytophthora infestans bewirkt. In den 1840-iger Jahren führten durch Phytophthora verursachte Missernten zu mehr als 1 Millionen Hungertoten in Europa. Infiziert Behandelt Photo credits: USDA; Scott BauerScott Bauer

41 © 2013 American Society of Plant Biologists Die Identifizierung von Resistenz - Genen Resistent Inokuliert mit Pilz Nicht inokuliert Suszeptibel Die Pflanze (links) trägt das Resistenzgen und zeigt keine Krankheitssymptome. Pflanzengenetiker haben ein Phytophthora infestans Resistenz-Gen identifiziert und es in andere Kartoffel- Varietäten eingeführt. Song, J., Bradeen, J.M., Naess, S.K., Raasch, J.A., Wielgus, S.M., Haberlach, G.T., Liu, J., Kuang, H., Austin-Phillips, S., Buell, C.R., Helgeson, J.P., Jiang, J. (2003) Gene RB cloned from Solanum bulbocastanum confers broad spectrum resistance to potato late blight. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 100:9128–9133.9128–9133

42 © 2013 American Society of Plant Biologists Der Getreiderost ist eine zunehmende Bedrohung Ein neuer, hoch- pathogener Stamm tauchte erstmals 1999 in Uganda auf (Ug99). Die meisten Weizensorten sind gegen diesen Stamm nicht resistent. Infizierte Weizenpflanzen Photo credit: ARS USDA

43 © 2013 American Society of Plant Biologists Ug99 bedroht den Weizen weltweit Das ist ein globales Problem, das eine globale Aufmerksamkeit erfordert. Die Sporen von Ug99 werden nicht an nationalen Grenzen aufgehalten … – United Nations Food and Agriculture Organization (FAO) Photo credit: ARS USDA

44 © 2013 American Society of Plant Biologists Die Pilzsporen werden durch den Wind übertragen Ug99 wird in Uganda, Kenia, Äthiopien, im Jemen, Sudan und Iran gefunden und bedroht Regionen im Nahen Osten, Ost-Afrika, Zentralafrika und im südlichen Afrika. Rot: Winde, mit denen die Pilzsporen verbreitet werden. Photo credit: www.wheatrust.cornell.eduwww.wheatrust.cornell.edu

45 © 2013 American Society of Plant Biologists Weizen ist die wichtigste Nutzpflanze in vielen bedrohten Regionen, besonders für die ärmsten Bewohner. Wahrscheinliche Ug99 Flugbahnen Die Pilzsporen werden durch den Wind übertragen Photo credit: www.wheatrust.cornell.eduwww.wheatrust.cornell.edu

46 © 2013 American Society of Plant Biologists Internationale Wissenschaftler- Teams kooperieren, um die Ausbreitung von Ug99 zu überwachen und resistente Weizen-Varietäten zu entwickeln. Zur Zeit weiß niemand, ob rechtzeitig resistente Varietäten entwickelt werden können, um eine größere Hungersnot abzuwenden … Photo credits: Bluemoose; FAOBluemooseFAO

47 © 2013 American Society of Plant Biologists Nach der Ernte reifen die Früchte, werden weich und verrotten. Diese Prozesse machen die Früchte weniger ansehnlich und beeinträchtigen ihren Nährwert. Photo credits: Cornell University; ARC Pflanzenbiologen suchen nach Möglichkeiten, Pflanzen nach der Ernte gesund zu erhalten

48 © 2013 American Society of Plant Biologists Unsachgemäße Lagerung von Kartoffeln führt zur Ergrünung und der Produktion von Solanin. Solanin ist schädlich und in höheren Mengen toxisch. Aspergillus Schimmel, der auf Maiskörnern wächst. Pilzbefall während der Lagerung kann zu einem Verlust des Körnerertrages von mehr als 50% führen. Grün-Skala Zeit (Tage) Tage = -0.106 + 0.6937 (GS) Weiss-Rot Licht (6.8 µE m -2 sec -1 ) Pflanzenbiologen suchen nach Möglichkeiten, Pflanzen nach der Ernte gesund zu erhalten Photo credits: Dr. C.M. Christensen, Univ. of Minnesota.; WSU; Pavalista, A.D. 2001Dr. C.M. Christensen, Univ. of Minnesota.WSUPavalista, A.D. 2001

49 © 2013 American Society of Plant Biologists Hunger Wir brauchen Vitamine, Mineralien und Kalorien. Die Ernährung am Existenz- minimum ist normalerweise nährstoffarm. Die damit verbundene Mangelernährung ist primär eine Krankheit der armen Bevölkerung. Vitamin A Defizienz Anämie (Kinder) Ein verbesserter Gehalt an pflanzlichen Nährstoffen kann Mangelernährung vermindern Image sources: Petaholmes based on WHO data; WHO

50 © 2013 American Society of Plant Biologists Die Anreicherung von Nahrungsmitteln mit Vitaminen (wie Folsäure und Vitamin A) und Mikro-Nährelementen (wie Eisen, Zink und Jod) hat zu einem dramatischen Rückgang der Mangelernährung in großen Teilen der Welt geführt. Photo credit: © UNICEF/NYHQ1998-0891/Giacomo Pirozzi

51 © 2013 American Society of Plant Biologists Genetisch veränderte Biotech-Pflanzen Eisen-angereicherter Reis Wildtyp (oben) und Antioxidantien-angereicherte Tomaten (unten) Photo credits: Golden Rice Humanitarian Board © 2007;Credit: ETH Zurich / Christof Sautter; Reprinted by permission from Macmillan Publishers, Ltd: Butelli, E. et al., Nature Biotechnology 26, 1301-1308 copyright (2008) Vitamin A-angereicherter Reis (“Golden Rice”)

52 © 2013 American Society of Plant Biologists Pflanzen versorgen uns nicht nur mit Nahrung Pflanzen: sind Ausgangsmaterialen für die Herstellung neuer therapeutischer Mittel liefern Fasern für Papier und Gewebe stellen erneuerbare Produkte bereit dienen als erneuerbare Energiequellen Photo credit: tom donald

53 © 2013 American Society of Plant Biologists Pflanzen produzieren eine große Vielfalt von Verbindungen, die in der Medizin oder als Drogen genutzt werden Weide (Salix); Rinde enthält schmerzstillende Salicylate (Aspirin = Acetylsalicylsäure) Fingerhut (Digitalis purpurea); Rohstoff für die Isolierung von Digitalis (Herzmittel) Pazifische Eibe (Taxus brevifolia); Rohstoff für die Isolierung von Taxol (Krebsmittel) Kaffee (Coffea arabica) und Tee (Camellia sinensis); Rohstoff für die Isolierung von Koffein

54 © 2013 American Society of Plant Biologists Malaria führt zu Millionen von Toten Weltregionen mit erhöhtem Risiko für Malaria. Hay, S.I. et al., (2009) PLoS Med 6(3): e1000048. doi:10.1371/ journal.pmed.1000048

55 © 2013 American Society of Plant Biologists Plasmodium falciparum ist der Verursacher von Malaria Plasmodium in einer Mauszelle. Image by Ute Frevert; false color by Margaret Shear

56 © 2013 American Society of Plant Biologists Plasmodium wird über infizierte Stechmücken auf Menschen übertragen Photo credit: CDC

57 © 2013 American Society of Plant Biologists Die Rinde des Chinabaums enthält Chinin, das die Plasmodien abtötet Plasmodium entwickelt jedoch Resistenzen gegen Chinin, so dass andere Anti-Malaria Mittel gefunden werden müssen. Image credits: Köhler; CDC

58 © 2013 American Society of Plant Biologists Gin und Quinin? (Crown copyright; Photograph courtesy of the Imperial War Museum, London - Q 32160) Britische Soldaten in tropischen Regionen bekamen Quinin als Anti-Malaria Mittel. Um den bitteren Geschmack zu neutralisieren, wurde Quinin mit süßem Sprudelwasser (“Tonic”) gemischt, oft auch mit Gin - der Ursprung des “Gin Tonic”.

59 © 2013 American Society of Plant Biologists Artemisia annua ist eine Pflanze mit neuen Anti-Malaria Aktivitäten Photo credit: www.anamed.net Artemisinin Artemisia wird von chinesischen Kräuterärzten seit 2000 Jahren eingesetzt. 1972 konnte die aktive Komponente, Artemisinin, isoliert werden.

60 © 2013 American Society of Plant Biologists Pflanzenwissenschaftler entwickeln hoch-aktive Artemisia Arten Photo credit: www.york.ac.uk/org/cnap/artemisiaproject/

61 © 2013 American Society of Plant Biologists Pflanzliche Zellwände stellen wichtige und dauerhafte Materialien bereit Holz besteht primär aus pflanzlichen Zellwänden. Photo credit: tom donald

62 © 2013 American Society of Plant Biologists Zellwände Photo credit: www.wpclipart.com/plants; Zhong, R. et al. (2008) Plant Cell 20: 2763-2782 Primäre Zellwände bestehen hauptsächlich aus Kohlenhydraten und Proteinen. Einige Zellen produzieren eine feste sekundäre Zellwand, in die Lignin, eine quervernetzte Verbindung, eingelagert wird. Pektin Mikrofibrillen (Cellulose) Hemicellulose Lösliche Proteine Mittel Lamelle Plasma Membran Primäre Zellwand

63 © 2013 American Society of Plant Biologists Holz und Fasern sind überall Rembrandt van Rijn (1631) Kleider aus Pflanzen- Gewebe (Baumwolle, Leinen, Seide) Holz ist ein Baustoff und wird zur Herstellung von Möbeln genutzt Pflanzengewebe werden zur Herstellung von Papier, früher Papyrus, genutzt Die Leinwand ist aus Flachs- oder Hanf-Fasern

64 © 2013 American Society of Plant Biologists Pflanzen liefern Fasern für Papier und Gewebe Baumwolle wird auf höhere Schädlingsresistenz und eine verbesserte Faserproduktion gezüchtet. Photo credits: Chen Lab; IFPC

65 © 2013 American Society of Plant Biologists Die Sequenzierung des Genoms der Pappel, deren Holz für die Papierproduktion genutzt wird, wurde kürzlich abgeschlossen Diese Information wird jetzt genutzt, um die Effizienz der Papierherstellung zu verbessern. Photo credit: ChmlTech.com Bleichen des Papierbreis Die dunkle Farbe des Breis wird hauptsächlich durch Lignin verursacht, das schrittweise während des Bleichens entfernt wird Nach Kochen O 2 Bleichung

66 © 2013 American Society of Plant Biologists Pflanzen können Erdöl bei vielen Produkten und Anwendungen ersetzen Es braucht viele Millionen Jahre, um abgestorbenes organisches Material in Erdöl umzuwandeln … und der Erdöl-Vorrat geht zu Ende. Erdöl ist KEINE erneuerbare Energiequelle creativecartoons.org

67 © 2013 American Society of Plant Biologists Pflanzen können Erdöl bei vielen Produkten und Anwendungen ersetzen creativecartoons.org. Es braucht viele Millionen Jahre, um abgestorbenes organisches Material in Erdöl umzuwandeln … und der Erdöl-Vorrat geht zu Ende. Erdöl ist KEINE erneuerbare Energiequelle Wenn ich groß bin, möchte ich ein fossiler Brennstoff werden

68 © 2013 American Society of Plant Biologists Pflanzen dienen als Rohstoff für Bio-Kraftstoffe Energie aus der Sonne Image source: Genome Management Information System, Oak Ridge National Laboratory Zucker, Stärke und Cellulose können zu Ethanol fermentiert werden. Mikroorganismen setzen Zucker in Alkohol um, der dann aus der Mischung von Alkohol, Wasser und Mikroorganismen abgetrennt und über Destillation gereinigt wird.

69 © 2013 American Society of Plant Biologists Pflanzen dienen als Rohstoff für Biodiesel Image sources: Tilo Hauke, University of Minnesota, Iowa State University Extension. Aus Raps, Sojabohnen oder Algen produzierter Biodiesel kann erdölbasierten Diesel ersetzen.

70 © 2013 American Society of Plant Biologists Bioenergie-Pflanzen beeinträchtigen nicht die Nahrungsmittelproduktion oder deren Preise Miscanthus giganteus (“Elefantengras”) ist eine mehrjährige und schnell- wachsende Bioenergie- Pflanze, die auf landwirtschaftlich anders nicht nutzbaren Flächen angebaut werden kann. Photo Illustration courtesy S. Long Lab, University of Illinois, 2006

71 © 2013 American Society of Plant Biologists Aus der Cellulose der Zellwand gewonnenes Ethanol ist eine bedeutende Energiequelle Zellwände aus Mais- Stängeln und anderen Pflanzen- Abfällen Ethanol Image source: Genome Management Information System, Oak Ridge National Laboratory

72 © 2013 American Society of Plant Biologists Produktion von Plastik aus erneuerbarem Pflanzenmaterial Energie aus der Sonne Photo Illustration courtesy S. Long Lab, University of Illinois, 2006 Pflanzen dienen als Produzenten für erneuerbare und biologisch abbaubare Materialien

73 © 2013 American Society of Plant Biologists Biodegradation Wissenschaftler erforschen kostengünstige Wege, um aus Pflanzen Plastik herzustellen. Energie aus der Sonne Pflanzen dienen als Produzenten für erneuerbare und biologisch abbaubare Materialien Photo Illustration courtesy S. Long Lab, University of Illinois, 2006

74 © 2013 American Society of Plant Biologists Warum Pflanzen studieren? Von Pflanzen lernen wir die Grundlagen der Natur und des Lebens zu verstehen. Mithilfe neuer Technologien können wir Pflanzen als Lieferanten für eine Unzahl von Verbindungen und Produkten nutzen. Pflanzen ernähren uns, halten uns gesund und bereichern unser Leben in vielfacher Hinsicht.

75 © 2013 American Society of Plant Biologists “Why Study Plants?” Created by the American Society for Plant Biology and published in the series “Teaching Tools in Plant Biology” on the website of The Plant Cell (http://www.plantcell.org)http://www.plantcell.org Translated by Ulf-Ingo Flügge for Deutsche Botanische Gesellschaft http://www.deutsche-botanische- gesellschaft.de/ http://www.deutsche-botanische- gesellschaft.de/ Slightly modified by Falko Feldmann for Deutsche Phytomedizinische Gesellschaft e.V. http://www.phytomedizin.org http://www.phytomedizin.org