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Vor 500 Millionen Jahren unterstützte die arbuskuläre Mykorrhiza die Pflanzen bei der Eroberung des Festlandes
Sehen Sie im Folgenden einige Beispiele, wie die Pilze auch heute noch die Zusammensetzung einer Pflanzengesellschaft beeinflussen können.
Michael Kastler: Bördelandschaft bei Magdeburg
Bedeutung in der Natur – Transfer von Nährstoffen: Am natürlichen Standort gestaltet sich die Situation wesentlich komplizierter als bei einem kontrolliertem Versuch in einem Blumentopf mit nur einer Pflanze und nur einem Pilz. Jede Pflanze wird von mehreren Pilzen besiedelt und jeder Pilz besiedelt mehrere Pflanzen zugleich. Die Pilze bilden ein unterirdisches Netzwerk, mit dem sie die Pflanzen verbinden.
Experimente mit radioaktiven Verbindungen zeigten, dass die Pilze die Kohlenhydrate innerhalb eines solchen Netzwerkes von einer Pflanze zur anderen transportieren können. Zumindest in einem speziellen Fall sind solche Transportvorgänge in der Natur von Bedeutung: Einige Pflanzen haben nämlich die Fähigkeit zur Photosynthese verloren und sind bei der Beschaffung ihrer Nährstoffe auf Mykorrhizapilze angewiesen. Diese Pflanzen leben von den Kohlenhydraten, die sie über das unterirdische Hyphennetzwerk von anderen Pflanzen erhalten.
Grüne Pflanzen: Der grüne Pflanzenfarbstoff Chlorophyll erlaubt die Photosynthese und damit die Produktion von Kohlenhydraten. Pflanzen ohne diesen Farbstoff können sich nicht aus eigener Kraft ernähren; sie müssen ihre Kohlenhydrate aus anderen Quellen beziehen.
Parasitäre Pflanzen: Der grüne Pflanzenfarbstoff Chlorophyll ist eine unerlässliche Voraussetzung für die Photosynthese, für die Produktion von Kohlenhydraten. Pflanzen ohne diesen Farbstoff können sich nicht aus eigener Kraft ernähren; sie müssen ihre Kohlenhydrate aus anderen Quellen beziehen.
Der Transport der Kohlenhydrate: Bei der Photosynthese produzieren grüne Pflanzen Kohlenhydrate. Diese transportieren sie teilweise in ihr Wurzelsystem, dort erhalten die Mykorrhizapilze einen Teil dieser Kohlenhydrate als Gegenleistung für die Lieferung mineralischer Nährstoffe.
Einigen parasitären Pflanzen gelingt es, den Transport der Kohlenhydrate umzukehren und dem Pilz diese Nährstoffe zu entziehen, ohne eine Gegenleistung zu erbringen.
Bedeutung in der Natur – Artenspektrum von Pflanzengesellschaften: Mykorrhizapilze müssen nicht direkt Nährstoffe von einer Pflanze zur anderen transferieren, um ein Ökosystem zu beeinflussen. Es genügt, wenn sie einige Pflanzen besser mit mineralischen Nährstoffen versorgen als andere. Dies gilt vor allem für Standorte, an denen die Pflanzen wegen eines geringen Nährstoffangebots in starker Konkurrenz zueinander stehen.
Wissenschaftler der Universität Basel zeigten für eine Trockenrasengesellschaft des Schweizer Jura beispielsweise, dass sich die Artenzusammensetzung der vorhandenen Pilze und die der Pflanzen gegenseitig beeinflussen. Insbesondere beobachteten die Forscher in Modellversuchen, dass die Anwesenheit von Mykorrhizapilzen eine gesteigerte Vielfalt der entsprechenden Pflanzengesellschaft zur Folge hatte.
Gut versorgte Pflanze: Die Menge mineralischer Nährstoffe, die eine Pflanze vom Mykorrhizapilz erhält, ist von vielen Faktoren abhängig: Das Hyphennetz des Pilzes ist entscheidend und die Lage der Nährstoffe im Boden. Außerdem machen die Pilze auch Unterschiede bei der Versorgung ihrer Pflanzenpartner – sie bevorzugen einige und benachteiligen andere.
Schlecht versorgte Pflanze: Die Nährstoffmenge, die eine Pflanze vom Mykorrhizapilz erhält, ist von vielen Faktoren abhängig: Das Hyphennetz des Pilzes ist entscheidend und die Lage der Nährstoffe im Boden. Außerdem machen die Pilze auch Unterschiede bei der Versorgung ihrer Pflanzenpartner – sie bevorzugen einige und benachteiligen andere.
Bedeutung in der Natur – Hilfe in Stresssituationen: Bei der Besiedlung von Standorten wie dem abgebildeten aufgegebenen Braunkohlentagebau sind Mykorrhizapilze besonders hilfreich. In Feldversuchen beschleunigten die Pilze die Rekultivierung von solchen Gebieten deutlich.
Michael Kastler: Braunkohlentagebaurestloch Schleenhain, südlich von Leipzig
Modellversuch: Auswirkungen der Mykorrhizapilze auf die Pflanzen in einem Trockenrasen (Mikrokosmosexperiment). Das Bild zeigt (links) einen Mikrokosmos mit vielen verschiedenen Mykorrhizapilzen und (rechts) einen ohne Mykorrhizapilze. Der Mikrokosmos mit Mykorrhizapilzen zeigt eine deutlich höhere Produktivität und Artenvielfalt. (Abbildung mit freundlicher Genehmigung von Andreas Wiemken, Botanisches Institut der Universität Basel)

Quelle

StartNährstofftransferArtenspektrumModellversuchStress

Copyright: Andreas Wiemken, Botanisches Institut der Universität Basel