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 "The Exploration of Ecological Interactions with Molecular and Chemical Techniques"

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 Insektensymbiose

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Abteilung Naturstoffbiosynthese; komm. Leitung Molekulare Ökologie

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Max-Planck-Forschende entschlüsseln die Duftsprache, die der Paarung in 99 Arten der Gattung Drosophila zugrunde liegt

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Das Pestizid schädigt die für die Bildung des Außenskeletts notwendigen Mikroorganismen von Getreideplattkäfern

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Forschende klären auf, wie ein Käfer die Anreicherung von Pflanzengiften mittels spezieller Transporter reguliert

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Das Erbgut der Symbiose-Bakterien von Bienenwölfen ist dabei, sich auf die die Antibiotika-Produktion zu reduzieren

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Beta-Cyclocitral verstärkt die Verteidigung von Pflanzen nach Insektenfraß und hemmt die Bildung wachstumsrelevanter Stoffe

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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.

Tellereisen, Leimruten, Fallgruben – insektenfressende Pflanzen haben sich ungewöhnliche Techniken einfallen lassen, um an zusätzliche Nährstoffe zu gelangen. Axel Mithöfer untersucht am Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in Jena, wie Kannenpflanzen aus Südostasien ihre Opfer anlocken und verdauen.

In jeder Kohlpflanze tickt eine Bombe, eine Senfölbombe. Für viele Insekten ist die Pflanze deshalb ungenießbar. Franziska Beran vom Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in Jena weiß inzwischen jedoch, wie Insekten diese Gefahr entschärfen können: Kohlerdflöhe zum Beispiel überlisten die Verteidigungswaffe der Pflanzen und setzen sie sogar zum eigenen Schutz ein.

Bakterien sind Individuen, die immer autonom funktionieren? Falsch, sagt Christian Kost vom Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in Jena. Seiner Meinung nach sind Bakterien vielmehr Organismen, die oft gar nicht anders können als zu kooperieren. Das Team zeigt das mithilfe trickreicher Experimente.

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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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Optimierung der Schädlingsbekämpfung mithilfe eines neuen evolutionären Konfliktes

2017 Heckel, David G.

Entwicklungsbiologie Evolutionsbiologie Mikrobiologie Pflanzenforschung Ökologie

ABC-Transporterproteine haben viele nützliche Funktionen in Insekten, wie z.B. die Bestimmung der Färbung des Raupenkörpers,der Augenfarbe von erwachsenen Insekten und vermutlich die Entgiftung pflanzlicher Abwehrstoffe. Aber ABC-Transporter sind auch anfällig für die Wirkung von Giftstoffen des Bakteriums Bacillus thuringiensis. Die Anwendung dieser Gifte in genetisch veränderten Kulturpflanzen schafft für Schadinsekten einen neuen evolutionären Konflikt zwischen Nutzen und Kosten von ABC-Transportern. Das gezielte Nutzen dieser Kenntnis kann bei der Bekämpfung von Schadinsekten helfen.

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Die Bildung von Terpenpheromonen in Blattkäfern

2016 Köllner, Tobias G.; Beran, Franziska

Pflanzenforschung Ökologie

Einige Blattkäferarten benutzen flüchtige Terpene, um Artgenossen zu einer ergiebigen Futterquelle zu locken. Das dadurch ausgelöste massenhafte Auftreten der Käfer führt oft zu erheblichen Schäden in der Land- und Forstwirtschaft. Kürzlich konnte gezeigt werden, dass in Flohkäfern, einer Untergruppe der Blattkäfer, eine neue Familie von Terpensynthasen für die Bildung der flüchtigen Terpene verantwortlich ist. Das Wissen um die Biosynthese dieser Terpene kann helfen, neue Strategien im Kampf gegen Schadinsekten zu entwickeln.

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