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Prof. Dr.

Barbara Demmig-Adams

Wahljahr: 2011
Sektion: Organismische und Evolutionäre Biologie
Stadt: Boulder (Colorado)
Land: USA
CV Barbara Demmig-Adams - PDF (Deutsch)

Forschung

Barbara Demmig-Adams beschäftigt sich mit fundamentalen Fragen der Pflanzenphysiologie. Ihre grundlegenden Arbei¬ten zu den Mechanismen, mit denen sich Pflanzen unter verschiedenen Umweltbedingungen vor zu viel Sonnenlicht schützen, gelten als Meilenstein der modernen Pflanzenbiologie.

Pflanzen haben verschiedene Strategien entwickelt, um sich vor zu viel Sonnenlicht zu schützen. Eine besteht darin, überschüssige Strahlungsenergie kontrolliert in Wärme umzuwandeln und dadurch dem System wieder zu entziehen. Eine zentrale Rolle spielt dabei das Zeaxanthin, ein orange-gelber Farbstoff aus der Gruppe der Xanthophylle, wie Barbara Demmig-Adams am Beispiel der Balsam-Pappel (Populus balsamifera L.), des Gemeinen Efeus (Hedera helix L.) und des Köstlichen Fensterblatts (Monstera deliciosa Liebm.) nachweisen konnte. Sie stellte fest, dass sich in den Blättern bei stärkerem Licht vermehrt Zeaxanthin ansammelt und zugleich mehr Wärme abgestrahlt wird, während bei nachlassendem Licht der Anteil des Vorläufermoleküls Violaxanthin wieder steigt. Demmig-Adams folgerte daraus, dass sich die Pflanzen über den so genannten Xanthophyllzyklus überschüssiger Anregungsenergie entledigen, bevor der Photosynthese-Apparat irreparabel geschädigt werden kann. Ihr Artikel aus dem Jahre 1987 Photoinhibition and Zeaxanthin Formaltion in Intact Leaves wurde 2010 vom Fachmagazin Plant Physiology als „Meilenstein“ der modernen Pflanzenbiologie bezeichnet.

In Boulder, Colorado vertiefte sich Demmig-Adams in die molekularen Mechanismen des pflanzlichen Photoschutzes und der Photoinhibition, d.h. der Hemmung der Photosynthese bei Lichtstärken über dem Lichtsättigungspunkt. Beide Themen haben auch für die landwirtschaftliche und technische Nutzung von Pflanzen herausragende Bedeutung. Während sich Demmig-Adams mit den Unterschieden beim Photoschutz zwischen verschiedenen Pflanzenarten und unter verschiedenen Umweltbedingungen beschäftigte, erweiterte sie kontinuierlich ihre Perspektive. Sie stieß auf Parallelen zwischen der Photoprotektion bei Pflanzen und Mechanismen, die das menschliche Auge vor Schäden durch zu starken Lichteinfall bewahren. Auch hier spielen das Zeaxanthin sowie das gelb-orange Lutein, die im „Gelben Fleck“ auf der Netzhaut (Macula lutea) akkumuliert werden, eine entscheidende Rolle - mit dem wesentlichen Unterschied, dass der menschliche Organismus diese Pigmente, anders als Pflanzen, nicht selber synthetisieren kann, sondern über die Nahrung aufnehmen muss.

Auch wenn die komplexen Vorgänge noch nicht vollständig geklärt sind, lassen sich daraus doch Ernährungsempfehlungen ableiten, etwa zur Vorbeugung von Augenerkrankungen wie der Altersabhängigen Makuladegeneration (AMD). Neben ihrer Forschungsarbeit setzt sich Barbara Demmig-Adams für innovative Lehr- und Lernmethoden ein, u.a. im Rahmen der „Science Education Initiative“ und des „Center for STEM Learning (CSL)“ an der University of Colorado.

Werdegang

  • seit 2013 Professor of Distinction an der University of Colorado in Boulder, USA
  • seit 1998 Professorin am Fachbereich “Ecology and Evolutionary Biology” der University of Colorado in Boulder
  • 1994 - 1998 Associate Professor am Fachbereich “Ecology and Evolutionary Biology” der University of Colorado in Boulder
  • 1994 Visiting Fellow an der Research School of Biological Sciences der Australian National University in Canberra, Australien
  • 1990 - 1994 Assistant Professor am Fachbereich “Ecology and Evolutionary Biology” der University of Colorado in Boulder
  • 1989 - 1990 Wissenschaftliche Mitarbeiterin am Fachbereich “Ecology and Evolutionary Biology” der University of Colorado in Boulder
  • 1989 Habilitation an der Julius-Maximilians-Universität Würzburg
  • 1986 - 1989 Forschungsaufenthalt an der Julius-Maximilians-Universität Würzburg
  • 1985 - 1986 Postdoctoral Fellowship der Carnegie Corporation of New York, USA
  • 1985 Postdoctoral Fellowship der McKnight Foundation
  • 1984 - 1986 Postdoc am Pflanzenbiologischen Institut der Carnegie Institution of Washington in Stanford, USA
  • 1984 Promotion in Pflanzenphysiologie an der Julius-Maximilians-Universität Würzburg
  • 1974 - 1979 Studium der Biologie und Chemie an der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (Staatsexamen)

Funktionen

  • Affiliate des Renewable and Sustainable Energy Institute der University of Colorado in Boulder, USA
  • Faculty Mentor for the Interdisciplinary Quantitative Biology (IQ-Biology) Program am BioFrontiers Institute der University of Colorado in Boulder
  • Member, College of Arts & Sciences Honors Council der University of Colorado in Boulder

Projekte

  • 2013 - 2014 National Science Foundation (NSF) / University of Colorado “Assessing the Impact of Early, Individualized Faculty and TA Interventions for At-Risk Students” (Part of the NSF award “Towards a Center for STEM Education”)
  • 2011 - 2015 Science Education Initiative der University of Colorado “Increasing Teaching Effectiveness in Ecology and Evolutionary Biology”
  • 2011 - 2013 NSF “Assessing Functional Diversity of Algal Communities at the Single Cell Level with a Compact Multi-function Microfluidic Cytometer”
  • 2011 - 2013 VCR Innovative Seed Program der University of Colorado “Developing a Roadmap to the Diatoms with Greatest Oil Production”
  • 2011 - 2012 ConocoPhillips Company “Extractive Photobioreactor”
  • 2010 - 2015 NSF “Collaborative Research (Arabidopsis 2010): Ecological Genomics of Adaptation to the Environment”
  • 2010 - 2013 VCR Innovative Seed Program der University of Colorado “Novel Genetic Dissection of Temperature Tolerance in the Model Plant Arabidopsis”
  • 2009 - 2013 NSF “Photosynthesis and Phloem Anatomy”
  • 2009 - 2010 ConocoPhillips Company “Optimization of Light Use Efficiency for Algal Production of Glycerol as a Precursor for Transport Fuels”
  • 2007 - 2010 US Department of Agriculture “Defining a Mechanistic Link Between Stand Thinning, Drought Stress, and Risk of Mortality from Pine Bark Beetles in Californian Yellow Pine”
  • 2007 - 2008 Energy Initiative, University of Colorado / NREL Seed Grant Program “Identification of Novel Biomolecules for Improved Biological Production of Alternative Fuels from Solar Energy“
  • 2007 - 2008 Council on Research and Creative Work (CRCW), University of Colorado “Towards the Establishment of a Novel Role of the Carotenoid Zeaxanthin in Signaling”
  • 2003 - 2007 NSF “Photosynthetic Acclimation, Photoprotection, and Phloem Loading”
  • 2002 - 2005 Andrew W. Mellon Foundation “Seasonal Changes in the Productivity of Evergreen Forests: Toward an Understanding of what it Takes to be ‘Evergreen’ and How Seasonal Changes are Orchestrated”
  • 2000 - 2003 US Department of Agriculture “Protein Phosphorylation and Xanthophyll Cycle Dynamics dependent on Lifeform”
  • 1999 - 2001 NSF “Protein Phosphorylation and Photoprotection during Winter Stress”
  • 1996 - 1998 NSF “Photoprotection during Winter Stress”
  • 1994 - 1999 NSF “Biosphere/Atmosphere Interactions: Biochemical Causes to Global Implications”
  • 1994 - 1997 US Department of Agriculture “Interaction of Photoprotective Processes in Plants”
  • 1992 - 1995 NSF “Carotenoids and Photoprotection in CAM Plants”
  • 1992 - 1993 Council on Research and Creative Work (CRCW), University of Colorado “The Relative Roles of Photoprotective Energy Dissipation and Repair Processes in Plants under High Light Stress”
  • 1991 - 1992 Global Change & Environmental Quality Program, University of Colorado “Remote Sensing of Actual Photosynthesis Rates of Vegetation under Changing Environmental Conditions”
  • 1990 - 1992 US Department of Agriculture “Carotenoids and Photoprotection in Various Crop Species”

Auszeichnungen und Mitgliedschaften

  • 2016 College Scholar Award, University of Colorado
  • 2014 Marinus Smith Award, Parents Association for services to undergraduates, University of Colorado
  • 2013 Chancellor’s Award for Excellence in STEM education
  • 2011 Boulder Faculty Assembly Excellence in Teaching Award
  • seit 2011 Mitglied der Nationalen Akademie der Wissenschaften Leopoldina
  • 2008 Certificate of Appreciation for work with students with disabilities from Disabilities Services, University of Colorado
  • 2006 The Boulder Faculty Assembly Excellence in Research, Scholarly, and Creative Work Award
  • 1997 Faculty Fellowship, Council on Research and Creative Work (CRCW), University of Colorado
  • 1992 - 1997 Fellowship in Science and Engineering, David and Lucile Packard Foundation
  • 1987 Preis für Biologie der Akademie der Wissenschaften zu Göttingen

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