... where LIFE SCIENCE
meets PHYSICS

Franziska Eberl erhält die begehrte Otto-Hahn-Medaille

Die junge Max-Planck-Forscherin untersuchte, wie sich Pappeln gegen zwei Angreifer gleichzeitig wehren: gefräßige Raupen und pathogene Pilze.
Wissenschaftlerin in Gewächshaus

Franziska Eberl mit einer jungen Pappel im Gewächshaus des Instituts. Foto: Anna Schroll

Die Max-Planck-Gesellschaft zeichnet auch in diesem Jahr wieder die besten Nachwuchswissenschaftlerinnen und Nachwuchswissenschaftler für herausragende Doktorarbeiten aus. Unter ihnen ist Franziska Eberl vom Max-Planck-Institut für chemische Ökologie, die sich während ihrer Promotion den ökologischen Wechselwirkungen in einem Dreier-Verhältnis von Baum, Schadinsekt und Pilz widmete. Sie fand heraus, dass Pappelblätter, die von einem Rostpilz befallen sind, besonders gern von bestimmten Raupen gefressen werden. Dies bedeutet, dass viele Insekten, die bislang als reine Pflanzenfresser bekannt sind, tatsächlich auch Pilzfresser sind. Darüber hinaus konnte sie die chemischen und genetischen Mechanismen aufdecken, die dem Phänomen zugrunde liegen, dass die Abwehr der Bäume gegen Raupenfraß geschwächt ist, wenn sie bereits von einem Pilz infiziert sind. Die Preisverleihung findet im Rahmen der Jahresversammlung der Max-Planck-Gesellschaft am Dienstag, den 22. Juni 2021, digital statt. Die Otto-Hahn-Medaille ist mit einem Anerkennungsbetrag von 7500 Euro dotiert.

Im Max-Planck-Institut für chemische Ökologie auf dem Jenaer Beutenberg trifft man Franziska Eberl seit einiger Zeit vor allem in der Werkstatt an. Dort arbeitet die junge Wissenschaftlerin zusammen mit den Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern aus Gewächshaus und Werkstatt an einem neuen Projekt: Sie untersucht den Einfluss verschiedener Lichtqualitäten und –intensitäten auf das Wachstum und den Stoffwechsel von Pflanzen. Im vergangenen Jahr erhielt sie bereits den Beutenberg-Campus-Wissenschaftspreis für die beste Doktorarbeit, denn das Motto des Campus lautet „Life Sciences meets Physics“. Für ihre Untersuchungen der Abwehrstoffe, die junge Pappeln zum Schutz vor Fressfeinden und Krankheitserregern bilden, musste sie neue Möglichkeiten finden, um Pappeln unter natürlichen Lichtbedingungen wachsen zu lassen, ohne Kompromisse eingehen zu müssen bei der Kontrolle von Temperatur und Feuchtigkeit. Dafür führte sie zahlreiche Versuche mit LEDs durch und bestimmte die idealen Lichtbedingungen, die auch mit anderen Umgebungsfaktoren kompatibel waren.

Auch in anderer Hinsicht war ihr Promotionsprojekt besonders ambitioniert, denn während die meisten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sich bei der Erforschung der chemischen Ökologie von Pflanzen auf die Wechselwirkungen mit einem Angreifer konzentrierten, wollte Franziska Eberl wissen, wie eine Pappel reagiert, wenn sie sowohl von einer gefräßigen Raupe als auch von einem krankmachenden Pilz befallen wird.

Schon als Kind wollte die in Halle an der Saale geborene Biochemikerin jedes Krabbeltier anfassen und jede Pflanze genau begutachten. „Ich beobachtete also schon ganz früh Pflanzen-Insekten Interaktionen, wenn man so will. Ich kann mich außerdem erinnern, dass ich im Biologieunterricht immer alles noch genauer wissen wollte, verstehen wollte, warum die Prozesse so ablaufen, wie sie ablaufen, und wie das alles genau funktioniert. Da mir meine Biologielehrerin das nicht erklären konnte, studierte ich nach dem Abitur eben Biochemie“, erinnert sie sich.2013 bewarb sie sich von Norwegen aus, wo sie ein Auslandssemester verbrachte, auf ein Masterprojekt in der Arbeitsgruppe von Sybille Unsicker, die in der Abteilung Biochemie am Max-Planck-Institut die chemische Ökologie von Schwarzpappeln untersucht. Die Arbeit in der Gruppe gefiel ihr so gut, dass sie sich anschließend auch um eine Stelle als Doktorandin bewarb. „Für die Promotion durfte ich das Thema der chemischen Verteidigung in Pappeln dann ziemlich selbstständig weiterverfolgen, was die Motivation natürlich noch steigerte, denn jedes Ergebnis wirft bekanntlich viele neue Fragen auf. Für diese Freiheit, meine eigenen Forschungsfragen weiterzuentwickeln, bin ich meinen Betreuerinnen Sybille Unsicker und Almuth Hammerbacher, aber auch Jonathan Gershenzon, der die Abteilung Biochemie leitet, sehr dankbar,“ sagt Franziska Eberl.

So beobachtete sie in Fraßexperimenten, dass Raupen des Schwammspinners Pappelblätter bevorzugten, die von einem Rostpilz befallen waren. In einer Reihe von weiteren Untersuchungen fand sie heraus, dass es tatsächlich einen Zusammenhang zwischen Pilzbefall und einer höheren Anfälligkeit gegenüber Raupenfraß gibt: Rostpilze auf den Blättern verringern die Photosyntheseleistung der Bäume und beeinträchtigen die Emission von Duftstoffen, die bei der Verteidigung gegen pflanzenfressende Insekten eine wichtige Rolle spielen. Besonders bemerkenswert war allerdings die Beobachtung, dass sich Raupen auf am Rostpilz erkrankten Blättern besser entwickelten. Weitere Experimente zeigten, dass auch andere pflanzenfressende Insekten eine Vorliebe für Blätter haben, die mit Pilzsporen übersät sind. Sie scheinen dabei sogar besonders häufig das Pilzgewebe selbst zu fressen. Viele Insekten, die als Pflanzenfresser gelten, könnten also tatsächlich Pilzfresser sein.

Über die Auszeichnung mit der Otto-Hahn-Medaille freut sich Franziska Eberl sehr. Sie kommt zu einem Zeitpunkt, an dem sie noch überlegt, ob sie langfristig in der Wissenschaft bleiben möchte oder nach Alternativen suchen sollte. Neben der halben Stelle in der Forschung hat sie derzeit ein zweites Standbein an der Friedrich-Schiller-Universität Jena, wo sie die Profillinie LIFE koordiniert, die die Forschungsgebiete der Lebenswissenschaften und Medizin umfasst. „Schade, dass das deutsche Wissenschaftssystem nach wie vor so viel örtliche Flexibilität und Opferbereitschaft verlangt und man für viele Jahre kaum Aussicht auf eine Festanstellung hat,“ bedauert sie. Trotzdem hat sie ihre Entscheidung, Biochemie zu studieren und zu promovieren, nicht bereut, im Gegenteil. „Ich kann nur allen raten, sich zu fragen, was einen wirklich interessiert. Weiß man es selbst nicht, wissen es meistens Familie und Freunde, worüber man mit der größten Begeisterung erzählt, und worüber nicht. Denn nur, wenn wir uns für das entscheiden, was uns Spaß macht, sind wir wirklich gut in dem, was wir tun.“