Datenbank DIGIPHYLL soll neuartige Pflanzenbestimmung über Blätter ermöglichen – auch für Laien / Land fördert mit 185.000 Euro

Stuttgart.| Ein Blatt in der Natur finden, es online vergleichen, die Pflanzenart bestimmen und dann die entsprechende Pflanze in den Hohenheimer Gärten anschauen – das ist bereits in rund einem Jahr möglich. Die Blätter dürfen sogar fossil und bis zu 30 Mio. Jahre alt sein. Möglich machen es vier Botaniker und Paläontologen der Universität Hohenheim und des Naturkundemuseums Stuttgart, die ihre Datenbanken und Sammlungen zusammenführen. Ein neues Webtool soll allen Interessierten erlauben, darauf zuzugreifen. Das Wissenschaftsministerium fördert das weltweit einzigartige Projekt über die „Landesinitiative Kleine Fächer in Baden-Württemberg“ mit 185.000 Euro.

Weltweit einzigartig macht das Projekt, dass es einen einheitlichen Such- und Bestimmungsstandard für fossile und rezente, das heißt heutige Blätter schafft – bisher gab es lediglich lokal begrenzte Bestimmungssysteme. „Das ist ein Meilenstein für die Paläobotanik“, stellt Dr. Helmut Dalitz, Botaniker an der Universität Hohenheim und Leiter der Hohenheimer Gärten fest. „Wir verwenden dazu die Blätter einer Pflanze oder deren Abdrücke.“

„Über Blätter lassen sich Pflanzen recht gut bestimmen. Und fossil kommen Blätter häufig vor als Versteinerungen oder Abdrücke“, erklärt PD Dr. Anita Roth-Nebelsick, Paläobiologin am Naturkundemuseum Stuttgart. „Aus ihnen bekommen wir Informationen über die Flora und das Klima, das zu ihren Lebzeiten herrschte. Kleinere und hartlaubige Blätter deuten z.B. eher auf trockenes Klima hin, große Blätter sprechen für mehr Feuchtigkeit.“

„Und wir bekommen auch ökologische Informationen durch die Blattbestimmungen. Gab es Wald, wie sah er aus, welche Tiere gab es, wie sah die Umwelt aus. Das ist der Link von den fossilen Funden zu Erkenntnissen, die wir auch heutzutage nutzen können.“

Forscher führen drei Datenbanken zusammen
Das Naturkundemuseum steuert für das neue Webtool zwei Datenbanken bei. MORPHYLL – in ihr sind rund 6.000 fossile Blätter aus 8 europäischen Museen gespeichert, und eine Datenbank zu sogenannten Kutikula, die ebenfalls im Rahmen dieses Projektes erstellt wird.

„Eine Kutikula ist die von den Zellen der Blattoberfläche ausgeschiedene dünne Wachsschicht. Sie liefert uns Informationen über das Blatt und die Pflanze und kann auch noch nach Millionen Jahren erhalten sein“, erklärt Prof. Dr. Johanna Eder, Paläontologin und Direktorin des Naturkundemuseums Stuttgart.

Von der Universität Hohenheim kommt die Rezent-Blatt-Datenbank mit Pflanzen, die in den Hohenheimer Gärten heimisch sind. Für das Projekt werden Blätter so eingescannt, dass sie mit versteinerten Blättern vergleichbar sind.

In den Datenbanken sind viele Informationen enthalten, die in dieser Form bisher nicht für die Öffentlichkeit zugänglich waren, z.B. zu fossilen Blättern aus dem Fundus der Museen.

Gemeinsame Datenbank über neuartige Suche zugänglich
Die drei Datenbanken fassen die Forscher über einen sogenannten Datenbank-Knoten zusammen. Christopher Traiser, Paläobotaniker am Naturkundemuseum Stuttgart, wird den Knoten programmieren. Er zeichnet auch für MORPHYLL verantwortlich.

„Unsere Suchfunktion funktioniert über Bilder und damit über Ähnlichkeiten“, erklärt Traiser. „Das heißt, unsere Sortierschlüssel bilden Schnittmengen. Das ist neu und macht die Suche auch für interessierte Laien nutzbar, die sich mit lateinischen Fachbegriffen nicht auskennen.“

Neben der Programmierung ist auch der neue und erstmals einheitliche Bestimmungsschlüssel ein Meilenstein für die Paläobotanik, der verstreutes Wissen bündelt. Dr. Dalitz entwickelte vor 15 Jahren einen Bestimmungsschlüssel für tropische Pflanzen und baute die Datenbank Visualplants mit 30.000 Bildern auf. Diese dient als Grundlage für den paläobotanischen Schlüssel.

„Das funktioniert deswegen so gut, weil es auch in Deutschland und Europa erdgeschichtliche Warmzeiten gab“, erklärt Dr. Dalitz. „Hier wuchsen Pflanzen, die es heute noch in den Tropen oder in Nordamerika, aber nicht mehr hier in Europa, gibt.“

Hintergrund: Botanik und Archäo-/Paläobotanik an der Universität Hohenheim
Die Hohenheimer Gärten der Universität Hohenheim sind ein Gartenensemble, das seit nahezu 250 Jahren Pflanzen sammelt und kultiviert. Viele hundert Arten aus Europa, Nordamerika und Asien sind hier zu finden und über eine Datenbank mit ihren Standorten im Garten auch wiederzufinden. Besonders unter den Baumarten sind viele, die für das Projekt DIGIPHYLL als direkte Verwandte der Pflanzen in Frage kommen und über dieses Projekt digital verfügbar gemacht werden sollen.

Die Paläobotanik an der Universität Hohenheim befasst sich mit der Rekonstruktion historischer Umwelten mit Mikroresten (Pollen) und Makroresten sowie mit der Analyse von Jahrringen als Werkzeug für die Klimarekonstruktion.

Hintergrund: Forschung und Paläobotanik am Naturkundemuseum Stuttgart
Das Naturkundemuseum Stuttgart ist eines der größten naturkundlichen Forschungsmuseen in Deutschland mit einer international bedeutenden Sammlung. Diese wertvollen Archive des Lebens und der Artenvielfalt bilden die Basis für biosystematische Forschungsarbeit. Die Verbindung von naturkundlicher Forschung und breit gefächerter Wissensvermittlung ist das Kennzeichen des Staatlichen Museums für Naturkunde Stuttgart. Das Museum ist in einer Vielzahl von internationalen Forschungsprojekten tätig und hat eine große Expertise im Bereich der Artenerfassung, Artenbestimmung und der Erforschung von Ökosystemen.

Die Sammlung fossiler Pflanzen des Museums umfasst etwa 25.000 Objekte, vor allem Landpflanzenreste vom Devon (Erdaltertum) bis zum Pleistozän (Erdneuzeit) vor allem aus Europa.

Hintergrund: Landesinitiative„Kleine Fächer“
Mit der Landesinitiative möchte das Land Baden-Wüttemberg die Leistungsfähigkeit und Kompetenzen kleiner wissenschaftlicher Fächer sichern. Das Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst stellt für die Entwicklung des webbasierten Kompetenztools DIGIPHYLL: Digitale Kompetenzvermittlung für die Paläobotanik in Forschung und Lehre 185.000 Euro zur Verfügung.