HMC unterstützt wegweisende Untersuchungen an Pollen-Nanoschaum mit Datenprotokollen

Pollenkörner schützen das genetische Material von Pflanzen während der Fortpflanzung vor Umwelteinflüssen. Sie sind für das Überleben der Pflanzen unerlässlich. Deshalb entwickelten schon die frühesten Landpflanzen eine besonders widerstandsfähige Außenwand für ihre Pollen. Jetzt haben Wissenschaftler:innen des National History Museum London (NHM) und der European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) in Grenoble (Frankreich) erstmals eine biologische Nanoschaumstruktur auf Kiefernpollen beschrieben, die den Bäumen half, mehrere Massenaussterben zu überleben. Die Studie ist gestern in der internationalen Zeitschrift Science Advances erschienen. Die Helmholtz Metadata Collaboration unterstützte den Prozess der Datenveröffentlichung, damit auch andere Forscher:innen vom interdisziplinären Wert der Arbeit profitieren können.

Das internationale Team, dem Pollenexpert:innen, Materialwissenschaftler:innen und Physiker:innen angehören, untersuchte Kiefernpollen mit Hilfe von Röntgen-Nanotomographie und Röntgenfluoreszenz-Nanoimaging an der ESRF sowie verschiedenen Elektronenmikroskopie-Techniken am NHM und am CEA Grenoble. Dabei verglich es das aktuelle Material mit fossilen Pollen aus den Sammlungen des NHM. Die so gewonnenen Daten zeigten zum ersten Mal eine von der Natur geschaffene Nano-Schaumstruktur, die offenbar sehr gut vor Umwelteinflüssen schützt. Nadelbäume gibt es seit 300 bis 400 Millionen Jahren auf der Erde. In dieser Zeit haben sich gleich mehrere Massenaussterben ereignet.

Die Studie könnte dazu beitragen, die Eigenschaften des Nanoschaums in Zukunft auch für den Menschen nutzbar zu machen.

Eine besondere Herausforderung war die Verarbeitung und Aufbereitung der sehr unterschiedlichen Daten. „Bei der Beschreibung von Daten mit zusätzlichen Informationen, den so genannten Metadaten, geht es darum, dass andere verstehen können, was man getan hat. Die Interdisziplinarität der Pollenstudie ist ihre Besonderheit. Wir wussten, dass HMC dabei eine wichtige Rolle spielen konnte, indem wir sowohl die Methoden als auch die Daten offenlegen, damit andere davon profitieren können“, sagt Dr. Oonagh Mannix, eine der Autorinnen der Studie und jetzt Koordinatorin des HMC Hub Materie. Sie ergänzt: „Das machte die Pollenstudie auch zu einem großartigen Testfall für HMC. Denn das ist genau das, was wir hier erreichen wollen: Forschungsdaten über Disziplinengrenzen hinweg interoperabel und wiederverwendbar machen.“

Links:

Die offizielle Pressemitteilung auf der Webseite der ESRF

Cojocaru, R., Mannix, O. et al, A biological nanofoam: The wall of coniferous bisaccate pollen, Science Advances, 9 February 2022. DOI: 10.1126/sciadv.abd0892

Bild oben: Rekonstruktion einer modernen Kiefernpollenprobe anhand von Röntgen-Nano-Tomographie-Messungen. Quelle: Cojocaru, R. et al, Science Advances.