Molekulare und Experimentelle Evolutionsbiologie

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In natürlichen Ökosystemen bilden fast alle Landpflanzen Symbiosen mit anderen Organismen. Die Symbiosepartner können sich gegenseitig in ihrer Entwicklung, Gesundheit und Verbreitung beeinflussen. Manche Pilze zum Beispiel versorgen Pflanzen mit Wasser und Nährstoffen und erhalten im Gegenzug Kohlenhydrate für ihr eigenes Wachstum. Sogar in gesunden Pflanzen können in einem einzigen Blatt oder an einer Wurzelspitze über einhundert verschiedene Pilzarten existieren.

Professor Imke Schmitt erforscht die Evolution dieser symbiotischen Pilze. Eines ihrer Ziele ist es dabei, die Auswirkungen des Klimawandels auf Lebensgemeinschaften zu analysieren. Sie geht der Frage nach, ob symbiotische Mikroorganismen Pflanzen einen Standortvorteil in bestimmten Mikroklimaten verschaffen können. Obwohl bekannt ist, dass Pilze die Physiologie der Pflanze beeinflussen, sind die genaue Artenzusammensetzung der Pilzgemeinschaften, die Prozesse der Interaktion und die ökologische Funktion der Mikrobionten bisher wenig erforscht – denn die meisten Pilze sind nicht im Labor kultivierbar. Schmitt und ihr Team nutzen daher kultivierungsunabhängige Techniken zur Analyse der Desoxyribonukleinsäure (DNA), um den molekularen Fingerabdruck aller in einem Habitat vorkommenden Pilze zu erhalten. „Ein Modell bilden dabei vor allem Pilzgesellschaften auf Waldbäumen, die wir in Südhessen und in Nordamerika untersuchen. Sie ermöglichen es uns, Zusammenhänge zwischen der Artenkomposition der Pilzpartner und dem Genotyp der Wirtspflanze sowie den klimatischen Bedingungen des Standortes aufzudecken“, berichtet Schmitt.

Ein weiteres Forschungsgebiet in Schmitts Arbeitsgruppe ist die Analyse der zahlreichen Naturstoffe, die Pilze produzieren. Sie dienen zum Beispiel der Kommunikation oder dem Schutz vor Fraßfeinden und ultravioletter Strahlung. Viele dieser Naturstoffe sind außerdem von pharmazeutischer Bedeutung. Schmitt untersucht die Evolution von Genfamilien, die an der Biosynthese von pilzlichen Naturstoffen beteiligt sind, um Einblick in die evolutionären Mechanismen zu erhalten, die ihre Vielfalt hervorgebracht haben.

Im Masterstudiengang „Ökologie und Evolution“ will Schmitt Studierenden die Zusammenhänge zwischen Klima und der Diversität der Organismen vermitteln – und ihnen dabei viele Freiräume lassen, eigene Forschungsideen einzubringen.

Zur Person

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Imke Schmitt studierte an der Universität Duisburg-Essen Biologie, Englisch und Sport und wurde dort mit einer Arbeit über molekulare Stammbäume von Flechten der Ordnung Pertusariales promoviert. Als Wissenschaftliche Mitarbeiterin forschte sie im Rahmen des Emmy Noether-Programms der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) in der botanischen Abteilung des Field Museums in Chicago, USA, sowie am Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie in Jena. Ab 2007 arbeitete Schmitt als Assistant Professor an der University of Minnesota, St. Paul, USA, und ist am dortigen Institut für Pflanzenbiologie zur Zeit außerordentliche Professorin. Seit 2010 forscht Schmitt als Professorin am Biodiversität und Klima Forschungszentrum (BiKF) der Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung und der Goethe-Universität.

Kontakt:

Prof. Dr. Imke Schmitt
Institut für Ökologie, Evolution und
Diversität/Biodiversität und Klima
Forschungszentrum
Senckenberganlage 25
60325 Frankfurt am Main; Germany
Telefon: +49 (0)69 7542 1851
E-Mail: imke.schmitt@senckenberg.de
www.bio.uni-frankfurt.de