Max-Planck-Institut für chemische Ökologie

Max-Planck-Institut für chemische Ökologie

Das Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in Jena erforscht die Rolle, Vielfalt und Eigenschaften von chemischen Signalen, die die Interaktionen zwischen Organismen und ihrer Umwelt steuern. Um das komplexe System der chemischen Kommunikation zu verstehen, arbeiten am Institut Wissenschaftler aus den Bereichen Ökologie, Biochemie, organische Chemie sowie Insektenkunde und -physiologie zusammen. Im Mittelpunkt ihrer Forschung steht dabei die Ko-Evolution von Pflanzen und Insekten. Ihre zumeist ortsgebundene Lebensweise zwingt Pflanzen zu effektiven Strategien, um die Ausbreitung der eigenen Nachkommenschaft zu gewährleisten sowie sich vor Fraßfeinden und Krankheitserregern zu schützen. Dabei entwickeln sie eine Fülle chemischer Signalstoffe, die ihnen eine optimale Anpassung an ihre jeweilige Umwelt ermöglichen. Diese Allelochemikalien werden beispielsweise eingesetzt, um Bestäuber anzulocken, Pflanzenfresser und Krankheitserreger zu bekämpfen oder unliebsame Konkurrenten fernzuhalten. Die Pflanzen synthetisieren Mischungen organischer Substanzen, die fraßhemmende bzw. toxische Wirkungen auf Pflanzenfresser besitzen. Im Gegenzug passen sich Insekten, die Pflanzen fressen, daran an und versuchen ihrerseits, die Verteidigung der Pflanzen auszuschalten.

Kontakt

Hans-Knöll-Straße 8
07745 Jena
Telefon: +49 3641 57-0
Fax: +49 3641 57-1002

Promotionsmöglichkeiten

Dieses Institut hat eine International Max Planck Research School (IMPRS):

IMPRS on Chemical Communication in Ecological Systems

Darüber hinaus gibt es die Möglichkeit zur individuellen Promotion bei den Direktoren bzw. Direktorinnen und in den Forschungsgruppen.

Abteilung Evolutionäre Neuroethologie

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Abteilung Insektensymbiosen

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Abteilung Naturstoffbiosynthese; komm. Leitung Molekulare Ökologie

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Abteilung Emeritus-Gruppe (Entomologie)

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Weibliche Falter nutzen ihren Geruchssinn vor allem zum Aufspüren der besten Wirtspflanzen für die Ablage ihrer Eier

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Die Bildung von speziellen pflanzlichen Abwehrstoffen ist in der Evolution mehrfach unabhängig voneinander in entfernt verwandten Pflanzenfamilien entstanden

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Forschende identifizieren den ersten enzymatischen Schritt in der Biosynthese dieser für die medizinische Behandlung von Herzerkrankungen wichtigen pflanzlichen Steroide

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Ameisen auf Futtersuche werden eher von Parasiten befallen als ihre Nestgenossinnen, die sich um die Brutpflege kümmern

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Tabakpflanzen mit Abwehrschwäche produzieren in Jahren mit wenig Schädlingen mehr Nachkommen und bleiben dadurch in der Population bestehen

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Max-Planck-Forschende kooperieren mit Partnern in mehr als 120 Ländern. Hier schreiben sie über ihre persönlichen Erfahrungen und Eindrücke. Clabe Wekesa vom Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in Jena verbringt zwei Sommermonate nördlich des Polarkreises. An wild wachsenden Heidelbeeren untersucht er, wie sich arktische Lichtbedingungen auf die Resistenz von Pflanzen gegenüber Schädlingen auswirken.

Parfumverbot am Arbeitsplatz – geht das nicht ein bisschen zu weit? Nun, um den Geruchssinn von Insekten zu untersuchen, sind noch ganz andere Vorkehrungen notwendig.

Max-Planck-Forschende kooperieren mit Partnern in mehr als 120 Ländern. Hier schreiben sie über ihre persönlichen Erfahrungen und Eindrücke. Andrea Müller vom Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in Jena ist für vier Monate nach Peru gereist. Im Tambopata-Nationalpark im Südosten des Landes untersucht sie Pflanzen, die in Symbiose mit Ameisen leben. Hier erzählt sie von ihrer Begeisterung für den Regenwald und davon, wie neben Corona auch protestierende Kokabauern die Freilandarbeit gefährden können.

Bäume stehen für Stärke und Standhaftigkeit. Letzteres ist aber auch ein Handicap: Sie können vor Feinden weder weglaufen noch sich verstecken. Trotzdem sind Bäume keineswegs wehrlos. Sybille Unsicker vom Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in Jena erforscht, wie sich Schwarzpappeln gegen gefräßige Insekten verteidigen.

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Wie man eine Nahrung überlebt, die zum Herzstillstand führen kann

2022 Rowland, Hannah M.

Genetik Pflanzenforschung Verhaltensbiologie Ökologie

Monarchfalter, Milchkrautwanzen und Tigernattern haben erstaunliche Gemeinsamkeiten: Die Meister der Chemie enthalten giftige Steroide, die zum Herzstillstand führen können. Außerdem warnen sie Räuber mit ihren grell orangefarbenen Markierungen: "Wenn ihr mich fresst, werdet ihr es bereuen." Es ist kaum vorstellbar, dass Räuber eine so augenscheinlich gefährliche Beute verspeisen. Unsere Forschung zeigt jedoch, dass räuberische Tiere weltweit bemerkenswerte Fähigkeiten entwickelt haben, um diesen Giften zu widerstehen und trotz der lebensgefährlichen Nahrung zu überleben.

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Eine Dreiecksbeziehung zwischen Bäumen, pflanzenfressenden Insekten und Pilzen

2021 Unsicker, Sybille

Mikrobiologie Pflanzenforschung Ökologie

Blätter der Schwarzpappel sind besonders anfällig für Schwammspinnerbefall, wenn sie gleichzeitig von einem Pilz infiziert sind. Junge Schwammspinnerraupen, die mit Pilzsporen übersäte Blätter fressen, nehmen schneller an Gewicht zu und verpuppen sich früher als Raupen, die nur Blätter verspeisen. Ursache dafür könnte eine verbesserte Versorgung der Raupen mit Nährstoffen durch die Pilzsporen sein. Somit wären manche Pflanzenfresser auch Pilzfresser. Die Bedeutung von Pilzen und anderen Mikroorganismen bei der Koevolution von Pflanzen und Pflanzenfressern wurde vermutlich bislang unterschätzt.

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Wie Pflanzen medizinische Wirkstoffe produzieren

2020 O'Connor, Sarah E.

Evolutionsbiologie Pflanzenforschung Ökologie

Pflanzen produzieren eine enorme Anzahl komplexer Moleküle, die für sie in ihrer natürlichen Umgebung unterschiedliche Funktionen haben. Viele dieser Substanzen werden in der traditionellen und modernenMedizin verwendet; einige haben sogar lebensrettende Eigenschaften. Unser Ziel ist es, die chemischen, biologischen und evolutionären Prozesse aufzuklären, die der Biosynthese dieser Moleküle zugrunde liegen, um ihre Produktion mit Hilfe der synthetischen Biologie optimieren zu können. 

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Ein besonderer Geruchsrezeptor verhilft Mottenweibchen zu einer erfolgreichen Aufzucht ihrer Nachkommen

2019 Knaden, Markus; Zhang, Jin; Hansson, Bill S.

Evolutionsbiologie Genetik Ökologie

Tabakschwärmerweibchen suchen mit Hilfe ihres Geruchsinnes nach passenden Pflanzen für die Eiablage. Neue Untersuchungen ergaben jetzt, dass nicht nur pflanzliche Duftstoffe die Wahl des Eiablageplatzes bestimmen, sondern auch der Kot von Artgenossen. Bestimmte Substanzen im Kot von Tabakschwärmerraupen signalisieren den Falterweibchen, dass bereits konkurrierende Artgenossen an der Pflanze fressen. Mit Hilfe der Genschere CRISPR/Cas9 konnte der Geruchsrezeptor identifiziert werden, der den typischen Kotgeruch erkennt und damit die Konkurrenzvermeidung bei der Eiablage steuert.

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Plankton-Gemeinschaften: Wie Einzeller sich entscheiden und auf Stress reagieren

2018 Pohnert, Georg

Entwicklungsbiologie Mikrobiologie Ökologie

Einzellige Algen sind im Plankton und den Biofilmen unserer Ozeane allgegenwärtig. In unseren Arbeiten erforschen wir, wie chemische Signale mikrobielle Gemeinschaften steuern, seien es die weiträumigen Ansammlungen von Algen im Plankton der Ozeane oder temporäre Biofilm-Gemeinschaften. Wir konnten zeigen, dass sowohl Mikroalgen als auch Bakterien im Plankton eine bislang unbekannte Schwefelverbindung produzieren und damit sowohl mikrobielle Interaktionen als auch den weltweiten Schwefelkreislauf grundlegend beeinflussen.

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