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Donnerstag, 14.12.2017
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Alpen: Pilze als Erosionsschutz

Bedeutung der arbuskulären Mykorrhiza in der alpinen Höhenstufe entdeckt

Unter den alpinen Rasen unserer Berge versteckt sich eine große Vielfalt von Bodenpilzen. Sie sind nicht nur nützlich für die Lebenswelt unter der Erde, sondern könnten auch zur Wiederbegrünung von Skipisten oder beim Erosionsschutz in gefährdeten Lagen genutzt werden. Dies hat der Basler Biologe Fritz Oehl im Nationalen Forschungsprogramm „Landschaften und Lebensräume der Alpen“ erstmals nachgewiesen.
Spore von Pacispora franciscana

Spore von Pacispora franciscana

Die meisten Pflanzen leben in Gemeinschaft mit Bodenpilzen, die ihnen Mineralstoffe aus dem Boden liefern und dafür Zucker aus der pflanzlichen Photosynthese erhalten. Diese enge Lebensgemeinschaft zwischen Pflanzenwurzeln und Pilzen nennt man Mykorrhiza. Mit ihrem feinen, aber sehr engmaschigen Geflecht tragen die Mykorrhiza-Pilze wesentlich zur Stabilität von Böden und zum Erosionsschutz in Hanglagen bei. Deshalb wecken sie auch das Interesse von Anwendern, vor allem in der Landwirtschaft und der Ingenieurbiologie. So werden heute verschiedene Produkte zur Bodenverbesserung auf der Basis von Mykorrhiza-Pilzen angeboten - sowohl für die Blumentöpfe im Wohnzimmer, wie auch für die Rosen im Garten oder die Wiederbegrünung von Hängen.

Besonders verbreitet ist die so genannte arbuskuläre Mykorrhiza (AM), bei der die Pilze innerhalb der Wurzelzellen bäumchenförmige (arbuskuläre) Strukturen bilden. Etwa 80 Prozent der Pflanzen leben in Symbiose mit solchen Bodenpilzen. Doch trotz ihrer großen Bedeutung kümmerte sich bisher kaum jemand um ihre Verbreitung, schon gar nicht in den höher gelegenen Gebieten der Alpen. Bis vor kurzem ging man sogar davon aus, dass dort diese Art von Mykorrhiza aus klimatischen und vegetationsbedingten Gründen keine Rolle spielt und daher gar nicht vorkommt.

Diese Sicht hat Fritz Oehl mit seinen Forschungsarbeiten im Nationalen Forschungsprogramm «Landschaften und Lebensräume der Alpen» (NFP 48) gründlich revidiert: Er hat nämlich in den Schweizer Alpen rund 60 von knapp 200 bekannten AM-Pilzen gefunden und zudem mehrere neue Arten dieser Mykorrhiza-Pilze entdeckt. Drei davon konnte er in der von ihm beschriebenen neuen Gattung Pacispora einordnen - Pacispora coralloidea, Pacispora franciscana und Pacispora robigina. Überraschenderweise traf Fritz Oehl auch auf eine große Artenvielfalt in Höhenlagen bis zu 3000 Metern und konnte belegen, dass sich die Zusammensetzung der Pilzarten mit dem Bodentyp und der Höhenstufe verändert.


Pflanzendecke wächst schneller zu


Die Resultate von Fritz Oehls Team sind nicht nur für die Grundlagenforschung sondern auch für die Anwendung interessant. Denn im Alpenraum und speziell im Hochgebirge wird nach Möglichkeiten für Verbesserungen bei der Wiederbegrünung von Skipisten oder beim Erosionsschutz in gefährdeten Lagen gesucht. Feldversuche in St. Moritz und Davos, die von zwei Schweizer Unternehmen angelegt wurden und von Fritz Oehl mitbetreut werden, zeigen, dass ein Substrat mit ausgewählten AM-Pilzen die Pflanzendecke weit schneller zuwachsen lässt als dort, wo die Pflanzen unter den natürlichen Bedingungen auf die Unterstützung der Bodenpilze verzichten müssen. Somit können Bodenpilze, die aus den Alpen isoliert wurden, bei der ökologischen Erhaltung der Alpen sehr nützlich sein.

Parallel zum Praxistest der Forschungsresultate geht das Entdecken neuer Arten munter weiter. Es scheint fast, als ob der Biologe mit jeder Handvoll Erde, die er umdreht, neue Pilze findet. Dabei gestaltet sich die Suche nach diesen Bodenpilzen keineswegs als Kinderspiel. Im Gegensatz zur Pilzsuche im Herbstwald sind die Bodenpilze von blossem Auge nicht sichtbar. In den Pflanzenwurzeln lassen sich die Pilze eindeutig nur nach Einfärbung oder durch DNA-Analysen nachweisen. Oehl führt daher einen «Indizienprozess»: Er bestimmt die Sporen, welche die Bodenpilze zur ihrer Reifezeit in den umliegenden Boden auswerfen und schliesst daraus auf die vorhandenen Pilze. Dazu müssen die Sporen jedoch in aufwändiger Laborarbeit aus dem Bodenmaterial gewonnen und anschliessend unter dem Mikroskop nach den jeweiligen Arten bestimmt und ausgezählt werden.

Mit Hilfe von solchen DNA-Analysen und Sporenisolationen ist es Fritz Oehl zusammen mit Forschungskollegen auch erstmals gelungen, einer bisher unbekannten, nur in den Wurzeln gefundenen Pilzart Sporen zuzuordnen und sie unter dem Namen Glomus badium als neue Art zu beschreiben. Dank ausgedehnter, mehrjähriger Studien kann er zudem Details über die standortsspezifische, aber weite Verbreitung dieser Art in Mitteleuropa und speziell im Alpenraum liefern.
(Schweizerischer Nationalfonds zur Foerderung der wissenschaftlichen Forschung, 01.03.2005 - DLO)
 
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