Aus dem Wasser: Algen und Moose passen sich an das Leben an Land an

Der Übergang vom Wasser an Land war ein evolutionärer Meilenstein für die frühen Landpflanzen und ebnete den Weg für Tiere und schließlich auch für den Menschen. Streptophytenalgen und Bryophyten gehören zu diesen frühen Siedlern und sind ideale Modelle, deren Komplexität von Filamenten bis zu mehrzelligen 3D-Körpern reicht. Sie passten sich auf verschiedenen Hierarchieebenen (Gewebe, Zellen, Schnittstellen, Zellwand) und Lebenszyklen (vegetative Organe, starre Sporen) an. Ein tiefgreifendes Verständnis der verschiedenen Lebensformen von der Organ- über die Mikro- bis zur Nanoebene und ihrer Reaktionen vor Ort bei Austrocknung fehlt, obwohl es notwendig ist, um Anpassungen unter sich verändernden Umweltbedingungen zu verstehen. Drei repräsentative Artengruppen werden unter realistischen Austrocknungsszenarien untersucht: 1) Streptophytenalgen mit unterschiedlicher Austrocknungstoleranz wie Klebsormidium sp. und Zygnema circumcarinatum (Zygnematopyhceae), 2) das Lebermoos Riccia fluitans (Ricciaceae) mit terrestrischen sowie wasseranfälligen Vertretern und 3) das Moos Physcomitrium patens (Funariaceae). Unser integrativer Ansatz kombiniert zellbiologische, biochemische und biophysikalische Methoden, um die Eigenschaften und Umstrukturierungen von Zellen in frühen Landpflanzen zu untersuchen. Die Daten werden zur Entwicklung eines prädiktiven biophysikalischen Modells für zelluläre Reaktionen auf Dehydrations-/Austrocknungsszenarien verwendet. Die In-situ-Analyse der Zellwände und Oberflächen der Leitarten unter Austrocknungsbedingungen wird Einblicke in Anpassungen in verschiedenen Lebenszyklen sowie in Umgestaltungen und mikrostrukturelle Veränderungen beim Trocknen geben. Wir werden ein besseres Verständnis davon gewinnen,