Forschung

Meine Forschunginteressen drehen sich um die Entwicklung der Pflanzen. Anhand von Modellen und Computersimulationen untersuche ich, wie Pflanzen neue Organe bilden.

Modellierung der Holzbildung

Mitarbeiter: Cyrille Rathgeber, Meriem Fournier, Bruno Moulia

Querschnitt durch den Stamm einer Douglasie, mit sichtbaren Jahresringen

Oben: Querschnitt durch den Stamm einer Douglasie.

Bäume sind unbewegliche Lebenwesen. Sie können sich aber durch verschiedene komplexe Vorgänge ihrer Umgebung anpassen. Beispiele sind die Menge und die Eigenschaften des Holzes, das im Verlauf eines Jahres gebildet wird. Im Querschnitt eines Stamms kann man eine Folge von Jahresringen beobachten. Jeder Ring wurde im Verlauf eines Jahres gebildet, und seine Dicke und Struktur hängen von vielen inneren und aüsseren Bedingungen ab.

Pflanzenhormone spielen dabei eine zentrale Rolle als Wachstumsregulatoren. Es fehlt jedoch gut entwickelte Theorien. Mit Kollegen vom LERFoB und PIAF baue ich mathematische Modelle von Holzbildung, um Hypothesen quantitativ überzuprüfen.

Literatur:

3D-Modellierung der Blattstellung

Mitarbeiter: Pierre Barbier de Reuille, Cris Kuhlemeier

Als Blattstellung (auch Phyllotaxis) bezeichnet man die regelhafte Anordnung der Blätter am Stängel von Pflanzen. Bei dieser spiralförmigen Anordnung spielen die Fibonacci-Folge und der goldene Schnitt merkwürdiger Weise eine Rolle. Die biologischen Mechanismen, die dahinter stehen, sind jedoch unklar. Man vermutet, dass Blattanlagen entstehen, wo das Hormon Auxin akkumuliert. Der Transport von Auxin erfolgt durch Transportproteine, die sich dynamisch positionieren. Mit Kollegen von dem IPS in Bern habe ich ein biophysikalisches 3D-Modell entwickelt, das den selbstregulierten Transport von Auxin und die Blattstellung beschreibt.