Forschung
Pflanzen sind die Grundlage allen Lebens, denn 80% der globalen Biomasse geht auf sie zurück. Durch ihre Photosynthese-Leistung nehmen Pflanzen großen Einfluss auf das globale Klimageschehen, sowohl heute als auch in der geologischen Vergangenheit. Als Landschaftsbildner spielen sie eine Schlüsselrolle zu einem besseren Verständnis für die Evolution der Landökosysteme in der Erdgeschichte. Wir erforschen fossile Pflanzen vom Paläozoikum bis zum Känozoikum. Mittels moderner und vielfältiger Methoden entschlüsseln wir Anatomie und Morphologie der Pflanzenfossilien, um ihre Architektur, Physiologie (z.B. Wasserhaushalt) und Interaktion mit der Umwelt zu rekonstruieren. Die Daten gestatten uns Rückschlüsse zu Biodiversität, Klima und Umweltbedingungen vergangener Ökosysteme sowie deren Wandel in der Zeit.
Forschungsschwerpunkte
- Rekonstruktion fossiler Ökosysteme des späten Paläozoikums Zentraleuropas
Das späte Paläozoikum ist ein Zeitabschnitt, in dem sich bedeutende globale Umweltänderungen ereigneten. Fossile Ökosysteme geben detailreiche Einblicke in diese altertümliche Welt und helfen die Umweltprozesse zu dieser Zeit besser zu verstehen. Erforscht werden derzeit zwei besonders gut überlieferte Ökosysteme des frühen Perms, der Versteinerte Wald von Chemnitz und die Bromacker-Fossillagerstätte. Beide Ökosysteme haben ungefähr das gleiche Alter (290 Mio. Jahre), unterscheiden sich aber deutlich in ihrer Struktur und den Standortverhältnissen. Mit einem multidisziplinären Ansatz, der die Forschungsbereiche Sedimentologie, Geochemie und Paläobotanik verbindet, untersuchen wir die komplexen Interaktionen zwischen Geosphäre, Atmosphäre und Biosphäre in diesen Ökosystemen.
- Pflanzenphysiologie von Medullosa-Farnsamern des frühen Perms
Ziel des Projekts ist die Entwicklung neuer Methoden, um die Wassertransportkapazität von fossilen Pflanzen quantitativ zu ermitteln. Dies soll anhand anatomischer Parameter des fossil überlieferten Leitgewebes der Pflanzen erfolgen. Die Ergebnisse liefern Informationen zum Wasserhaushalt, zum Gasaustausch-Potenzial und zur Trockenresistenz der fossilen Pflanzen. So lassen sich Adaptionen der Pflanzen an bestimmte Standorte besser ermitteln und paläoklimatische Aussagen zu Wechselwirkungen zwischen Pflanze und der damaligen Atmosphäre treffen.
- Rekonstruktion und Evolution von Bernsteinwäldern
Bernstein ist ein fossiles Harz und dafür bekannt, Einschlüsse (sog. Inklusen) von Tieren und Pflanzen außergewöhnlich gut zu erhalten. Wir untersuchen pflanzliche Einschlüsse, wie beispielsweise Blüten, Früchte, Blätter und Zweigfragmente, die aus Bernsteinlagerstätten Asiens und Europas stammen und einen Zeitraum von der Kreide bis zum Paläogen umfassen. Wir wenden lichtmikroskopische, elektronenmikroskopische und computertomographische Methoden an, um die Morphologie der Einschlüsse zu analysieren und diese anschließend bestimmen zu können. Pflanzeneinschlüsse sind essenzielle Bausteine, die wir zur Rekonstruktion der Vegetation, der Lebensräume und des Klimas von Bernsteinwäldern nutzen. Dies erlaubt es uns, Einblicke in die Evolution von Wäldern in unterschiedlichen Phasen der Erdgeschichte zu erlangen. Dieses Projekt wird zum Teil durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft finanziert:
https://www.museumfuernaturkunde.berlin/de/wissenschaft/waelder-bernstein
- Erhaltung und Konservierung von Bernstein
Durch die dreidimensionale und außergewöhnlich gute Detailerhaltung von Bernsteininklusen (z.B. Pflanzen, Arthropoden, Pilzen), ist Bernstein für zahlreiche Forschungsdisziplinen wie der Paläontologie, Botanik und Zoologie, von großem Interesse. Somit stellen Bernsteinsammlungen ein wissenschaftliches, kulturelles und globales Erbe dar. Allerdings ist Bernstein als organisches Material sehr empfindlich gegenüber einer Vielzahl an Faktoren wie Licht, Trockenheit oder Temperaturschwankungen. Daher haben wir Protokolle entwickelt, wie Bernstein und seine Inklusen präpariert und dokumentiert werden sollten. Darüber hinaus geben wir wissenschaftsbasierte Handlungsempfehlungen, um Bernsteinzerfall zu erkennen und Bernsteinsammlungen zu konservieren. Der entsprechende Artikel kann hier heruntergeladen werden:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012825221001549?via%3Dihub
Labore und Forschungsmethoden
- Gesteinspräparation: (Dünn-)Schliffe von anatomisch erhaltenen Pflanzenfossilien und Sedimentgestein
- Bernstein-Präparationslabor: Schleifen, Polieren und Einbetten von Bernsteinen
- Flusssäure-Labor: Mazeration von Kutikulen und anderen organisch erhaltenen Pflanzenteilen
- Lichtmikroskopisches Labor: Stereomikroskop, Compound-Mikroskop (Zwei-Linsen-System), Polarisationsmikroskop; alle mit Kamerasystem
- Rasterelektronenmikroskop (REM) mit low-vacuum-Kammer
- Computertomographie-Labor: Mikro-CT Scans von Pflanzenfossilien