Unsichtbare chemische Landschaften als prägende Faktoren des Lebens
Pflanzen, Tiere und Mikroorganismen kommunizieren kontinuierlich über chemische Signale. Eine aktuelle Studie, veröffentlicht in Nature Ecology & Evolution, zeigt, dass diese Signale in der Umwelt zu komplexen „chemischen Landschaften“ verschmelzen, deren Wirkung über die Summe der einzelnen Bestandteile hinausgeht. Die Untersuchung wurde im Rahmen der von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Forschungsgruppe FOR 3000 unter Koordination der Universität Bielefeld durchgeführt.
Zentrale Erkenntnisse
- Erstmals wurde umfassend beschrieben, wie die chemischen Signale zahlreicher Organismen zu dynamischen „Chemodiversitätslandschaften“ zusammenfließen.
- Diese Landschaften entfalten ökologische Effekte, die sich nicht allein durch die einzelnen chemischen Substanzen erklären lassen.
- Die Ergebnisse bieten neue Ansätze zur besseren Erfassung von Biodiversität und zur Stärkung von Ökosystemen im Kontext von Klimawandel und Artenrückgang.
Kommunikation über chemische Signale in der Natur
Viele Organismen nutzen chemische Botschaften, um beispielsweise Partner zu finden oder geeignete Lebensräume zu erkennen. Diese Signale durchdringen Luft, Wasser und Boden und ermöglichen so eine Orientierung in komplexen Umweltzusammenhängen.
Die Forschungsarbeit verdeutlicht, dass diese chemischen Signale nicht isoliert wirken, sondern sich in der Umwelt vermischen und komplexe Muster bilden. Diese Gesamtheit der chemischen Vielfalt in einem Lebensraum wird als „Chemodiversitätslandschaft“ bezeichnet.
Emergente Funktionen durch chemische Vielfalt
Die Studie fasst Erkenntnisse aus verschiedenen Bereichen der chemischen Ökologie zusammen und zeigt, dass die Kombination vieler chemischer Stoffe auf Landschaftsebene neue, sogenannte „emergente“ Funktionen hervorbringen kann. Diese Eigenschaften entstehen erst durch das Zusammenwirken der Bestandteile und beeinflussen beispielsweise die Interaktionen zwischen Pflanzen, Bestäubern, Pflanzenfressern und Mikroorganismen. Auch an Übergangsbereichen zwischen Land- und Gewässerökosystemen können solche chemischen Muster Wechselwirkungen zwischen Lebensräumen steuern.
Bedeutung für Biodiversität und Umweltveränderungen
Die Forschungsgruppe FOR 3000, die an der Universität Bielefeld koordiniert wird, untersucht seit 2020 die ökologische Relevanz der chemischen Vielfalt innerhalb von Pflanzenarten. Dr. Robin Heinen von der Technischen Universität München betont, dass das Konzept der Chemodiversitätslandschaft den Fokus von einzelnen Organismen auf ganze Lebensgemeinschaften erweitert und dadurch ökologische Prozesse in natürlichen Ökosystemen besser verständlich macht.
Das neue Konzept bietet nicht nur ein vertieftes Verständnis ökologischer Zusammenhänge, sondern eröffnet auch praktische Anwendungsmöglichkeiten, etwa im Schutz der biologischen Vielfalt, in nachhaltiger Landwirtschaft oder bei der Abschätzung der Folgen des Klimawandels.
Die Forscherinnen und Forscher sehen einen großen Bedarf an weiterer Forschung, um die Auswirkungen von Umweltveränderungen wie Dürre, Klimawandel oder Artenverlust auf diese chemischen Landschaften und die daraus resultierenden Wechselwirkungen besser zu erfassen.
Die Forschungsgruppe ist Teil des strategischen Fokusbereichs InChangE der Universität Bielefeld, der sich mit der Individualisierung in sich wandelnden Umwelten beschäftigt.
Kommentar von Professorin Dr. Caroline Müller, Sprecherin der Forschungsgruppe FOR 3000
„Unsere Studie verbindet verschiedene bisher getrennt betrachtete Forschungsansätze und eröffnet eine neue Sichtweise auf die Rolle chemischer Vielfalt in Ökosystemen. Besonders bemerkenswert ist, dass aus dem Zusammenspiel zahlreicher chemischer Signale neue Funktionen entstehen, die uns helfen, die Komplexität natürlicher Lebensgemeinschaften besser zu verstehen und die Auswirkungen von Umweltveränderungen auf die Biodiversität präziser einzuschätzen.“
Wissenschaftliche Ansprechpartner
Professorin Dr. Caroline Müller
Universität Bielefeld, Fakultät für Biologie, Chemische Ökologie
Telefon: +49 521 106-5524
E-Mail: caroline.mueller@uni-bielefeld.de
Originalpublikation
Hanusch M, Dussarrat T, Xiao X, et al. Ecological role of emergent properties in the chemodiversity landscape. Nat Ecol Evol 10, 1045–1056 (2026).
https://doi.org/10.1038/s41559-026-03057-7
Erstveröffentlichung am 18.05.2026.
