Waldweites Web im Erdboden

22. Dezember 2009, 19:09
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Unterirdische Pilzgeflechte ungeahnter Ausdehnung helfen Pflanzen, Nährstoffe über ein zentrales Netzwerk zu verteilen

Diese sogenannten Mykorrhiza-Netzwerke sind komplexe Systeme des Gebens und Nehmens.

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Schwammerln sind wie Eisberge: Man sieht nur den kleinsten Teil, der Rest bleibt dem Auge verborgen. Der appetitliche Steinpilz ist lediglich das Fortpflanzungsorgan eines viel größeren Organismus, gewissermaßen Blüte und Frucht in einem. Darunter breitet sich das Pilzgeflecht gleich quadratmeterweise im Boden aus. Eine geheimnisvolle Lebensform mit zum Teil noch unerforschten Fähigkeiten.

Viele Pilzarten ernähren sich durch die Zersetzung von totem Pflanzenmaterial oder tierischem Gewebe. Brotschimmel ist ein Beispiel dafür. Mykorrhiza-Pilzarten hingegen, zu denen etwa der Stein- und Fliegenpilz gehören, besiedeln dagegen die Wurzeln von Grünpflanzen und werden von diesen mit organischem Kohlenstoff in Form von Kohlenhydraten versorgt - Produkte des Fotosynthese-Prozesses, zu dem Pilze nicht fähig sind. Im Tausch dafür können sie ihre grünen Wirte mit zusätzlichen Mineralstoffen beliefern.

"Die Frage aber ist, wie viel Vorteil die Pflanzen daraus ziehen", sagt der Biologe Marcel van der Heijden gegenüber dem Standard. Van der Heijden ist an der Forschungsanstalt Agroscope in Zürich tätig und untersucht dort die Bedeutung von Mykorrhiza-Pilzen für den Stoffhaushalt von Pflanzengesellschaften.

Er und sein US-Kollege Thomas Horton haben nun mehr als hundert verschiedene Studien zum Thema Pilzökologie neu ausgewertet. Das wichtigste Ergebnis: In 48 Prozent der untersuchten pflanzlichen Lebensgemeinschaften hatten Pilze einen positiven Einfluss auf das Wachstum von Keimlingen. Eindeutig negative Folgen traten nur in 25 Prozent der Fälle auf.

Interessanterweise ist die Mehrzahl der Mykorrhiza-Pilze nicht an eine bestimmte Pflanzenspezies als Wirt gebunden. Stattdessen gehen sie oft unterirdische Bindungen mit Individuen mehrerer Arten gleichzeitig ein. Das wiederum bedeutet, dass alle möglichen Pflanzen über Pilzgeflechte in Kontakt stehen können. Manche Experten sprechen deshalb vom WWW - Waldweiten Web. In einigen Fällen wurde bereits der Austausch von Nährstoffen über diese Kanäle nachgewiesen (vgl. u. a. Nature, Bd. 388, S. 579).

Ähnlich dem Sozialismus

"Mykorrhiza-Netzwerke haben mancherlei Ähnlichkeit mit sozialistischen Systemen, weil kleine Pflanzen von Netzwerken profitieren können, die von größeren Pflanzen in der Gemeinschaft aufrechterhalten werden", schreiben van der Heijden und Horton in der aktuellen Ausgabe des Journal of Ecology (Bd. 97, S. 1139).

Die Großen speisen wohl den Hauptteil der Kohlenhydrate in das System ein und stimulieren so das Pilzwachstum. Andererseits aber scheinen die großen Gewächse auch den Löwenanteil der von Pilzen geförderten Mineralstoffe zu beanspruchen, was wiederum eine eher kapitalistische Tendenz wäre, so die Forscher.

Wer wie viel profitiert, ist indes stark vom Charakter der jeweiligen Pflanzengesellschaften und ihren Lebensbedingungen abhängig. In Grasland-Ökosystemen auf kalkhaltigem Boden zum Beispiel sind Mykorrhiza vielerorts anzutreffen. Der Clou an dieser essenziellen Zusammenarbeit zwischen Grünpflanzen und Pilzen ist folgender: In Kalkböden ist das meist ohnehin spärlich vorhandene Phosphor - unabdingbarer Rohstoff für jegliches Pflanzenwachstum - chemisch stark an Calcium gebunden. Die Mykorrhiza vermögen es, diese Bindungen zu lösen und Phosphor so den Gräsern und Kräutern zur Verfügung zu stellen.

Experimenteller Nachweis

Van der Heijden hat die Bedeutung der Mykorrhiza für auf Kalkböden wachsende Pflanzengesellschaften experimentell nachgewiesen. Keimlinge von Braunelle, Wiesen-Klee und zwei Süßgräsern wuchsen in künstlichen Ökosystemen mit Pilzen der Gattung Glomus deutlich besser als in Mikrokosmen mit pilzfreier Kalkerde, und sie hatten einen höheren Phosphor-Gehalt (vgl. Ecology Letters, Bd. 7, S. 293). Die Netzwerke der Pilzfäden erreichten in diesem Versuch eine durchschnittliche Ausdehnung von circa 3800 Kilometern pro Kubikmeter Boden!

Eine neue Untersuchung zeigt sogar, dass die Anwesenheit von Mykorrhiza Nährstoffverlust aus dem Boden bremsen kann. Aus den untersuchten Sandböden wurde u. a. bis zu 60 Prozent weniger Phosphor ausgewaschen. Die detaillierten Forschungsergebnisse erscheinen demnächst im Fachmagazin Ecology. (Kurt de Swaaf/DER STANDARD, Printausgabe, 23.12.2009)

 

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    Das wahre Leben der Pilze spielt sich unter der Erdoberfläche ab. Pilzfäden, sogenannte Myzele, können eine Ausdehnung von mehreren tausend Kilometern pro Kubikmeter Boden erreichen.

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