Forschung

Aktuelle Projekte

Vielfalt, Verbreitung & Evolution der Läusekräuter (Pedicularis, Orobanchaceae)

Die Läusekräuter sind eine der artenreichsten Gattungen der Gefäßpflanzen mit geschätzten 600-800 Arten weltweit. Die höchste Artendichte findet sich dabei im Himalaya. Die Läusekräuter sind morphologisch sehr attraktive Pflanzen mit einer beeindruckenden Vielfalt an Blütenformen und -farben. Die Artenvielfalt steht im Zusammenhang mit der Vielfalt an Bestäubern, den unterschiedlichen ökologischen Standortverhältnissen und mit der Glazialgeschichte. Einige Arbeiten zur Bestäubungsbiologie und zur Evolution der Nektarien sind bereits publiziert.

In Zusammenarbeit mit Rick Ree vom Field Museum in Chicago versuche ich einen molekularen Stammbaum der Gattung zu erstellen. Dieser wird u.a. Aufschluss geben über die systematischen Verwandtschaften innerhalb der Gattung, der Geschwindigkeit der Artenwicklung und über die wesentlichen Faktoren der Artbildung. Das Projekt wird von der US National Science Foundation gefördert. Ein Teil der Ergebnisse sind bereits im Rahmen einer Arbeit zu den arktischen Läusekräutern publiziert worden.

Als Grundlage für die Arbeit am Stammbaum dienen Aufsammlungen von Frischmaterial weltweit sowie gute Pflanzenbelege aus Herbarien. Dabei müssen die Individuen alle korrekt bestimmt werden, bzw. die Namensangaben kritisch überprüft werden. Leider sind in manchen Herbarien über 30% der Belege falsch identifiziert. Herausfordernd ist die Tatsache, dass viele Florenwerke bezüglich der Läusekräuter fehlerhaft oder nicht aktuell sind, dass die relevanten Typusbelege unzugänglich, unansehnlich oder unbrauchbar sind und es weit über 2'000 Namen von Taxa (Arten, Unterarten, Varietäten, Formen) gibt. Meine taxonomischen Arbeiten sind vielgestaltig und laufen meist in Zusammenarbeit mit Kollegen weltweit. Für die Flora of Nepal revidiere ich die Gattung im Auftrag des Royal Botanic Garden Edinburgh. Die Flora of Pan-Himalayas bearbeite ich zusammen mit Fu-Sheng Yang von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften in Peking. Bei den endemischen Arten Bhutans unterstützt mich Rinchen Yangzom in Thimphu. Mit Wen-Bin Yu (Xishuangbanna Tropical Botanical Garden, China) wurden die Typusbelege von Carl v. Linné bereits kritisch untersucht. Mit Petr Kosachev (Universität Barnaul, Russland) typifiziere ich z.Zt. die Läusekräuter des Altai Gebirges.

Ein wichtiger ökologischer Aspekt bei den Läusekräutern ist deren Halbparasitismus. Läusekräuter sind zwar zur Photosynthese fähig, sie beziehen aber durch Wurzel-Wurzel-Kontakt Nährstoffe aus einer ganzen Reihe von Arten quer durch die systematischen Gruppen. Manche Läusekräuter-Arten können durchaus die Zusammensetzung und Dominanz von Begleitarten in verschiedenen Lebensräumen beeinflussen. In NW China haben wir im Kollegenteam an Pedicularis kansuensis geforscht, sowohl an ökologischen als auch populationsgenetischen Fragestellungen. Aktuell läuft auch noch ein naturschutzrelevanter Langzeitversuch in der Zentralschweiz, um herauszufinden, ob das Sumpf-Läusekraut, Pedicularis palustris, geeignet ist, die Dominanz von Schilf, Phragmites australis, zu steuern. Dies könnte die Pflege von verschilfenden Flachmooren und Pfeifengraswiesen erleichtern. Letzterer Versuch wird unterstützt von der Stiftung Lauerzersee und Pro Natura Schweiz. Im Rahmen der Arbeiten werden auch studentische Arbeiten für die Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften (ZHAW) in Wädenswil betreut.

Abgeschlossene Projekte

Meine arktischen Jahre

Fast 10 Jahre habe ich an vegetationskundlichen und zoologischen Projekten in der Arktis mitgearbeitet. Erst im Rahmen meines Studienaufenthaltes auf Spitzbergen, dann auf Grönland, in Sibirien, Nordkanada und Alaska.

In Spitzbergen (1999) war ich Feldassistent beim Norwegischen Polarinstitut, habe Rentiere und Polarfüchse telemetriert sowie pflanzensoziologische Kartierungen gemacht. Auf Grönland (2000) galt der Fokus den Lemminge und ihren Habitatansprüchen im Rahmen des Karupelv Valley Projects. In Sibirien (2001) ging es um die Brutvogeldichte und Lebensraumdiversität in der Gegend des Popigai Meteoritenkraters. Beide Expeditionen wurden durch die trinationale Groupe de Recherche en Écologie Arctique durchgeführt.

Zwischen 2003 und 2007 konnte ich als Wissenschaftler in Großprojekten des Alaska Geobotany Center an zahlreichen Expeditionen auf die arktischen Inseln Kanadas (Ellef Ringnes, Prince Patrick, Banks) und in die arktischen Festlandgebiete Alaskas, Kanadas und Russlands teilnehmen. Zu dieser Zeit liefen Untersuchungen zur Komplexität von Frostmusterböden, zum Ergrünen der Arktis und zu Vegetations- und Landnutzungswandel. Die Ergebnisse sind in einer Vielzahl von Veröffentlichungen erschienen (s. Veröffentlichungen).

Meine Glockenblumen Jahre

Meine Doktorarbeit an der Universität Basel (2003-2006) beschäftigte sich mit Überlebensstrategien von alpinen Pflanzen. Im Detail wurde untersucht, wie die Strauß-Glockenblume, Campanula thyrsoides, in der natürlich fragmentierten Landschaft der Alpen lebensfähige Populationen bilden und erhalten kann. Die Komplexität der Fragestellung verlangte ein Methodenmix. Aus den molekularen Mustern auf Verbreitungsebene, den Erkenntnissen aus den bestäubungsbiologischen Experimenten, den Ergebnissen der demographischen Modellierung und aus den vegetationskundlichen Untersuchungen konnten dann Rückschlüsse auf die Überlebensstrategie der Strauß-Glockenblume gezogen werden. Die Resultate sind in einer Reihe von Veröffentlichungen erschienen (s. Veröffentlichungen). Betreut wurde die Doktorarbeit von Jürg Stöcklin. Bewertet wurde sie mit der Note summa cum laude.

Mein Moor Jahr

[In Bearbeitung]

Untersuchungen zur Mykorrhizierung der Spirke, Pinus
rotundata Link, in Hochmooren des Südlichen Schwarzwaldes