Erste Weltkarte unterirdischer Pilznetzwerke
Erste Weltkarte unterirdischer Pilznetzwerke
orf.at: Forschende haben erstmals die gewaltigen Untergrundnetzwerke von arbuskulären Mykorrhizapilzen kartiert. Ihre winzigen unterirdischen Fäden sind für viele Pflanzen lebenswichtig – und laut den neuen Erkenntnissen weltweit so zahlreich, dass sie aneinandergereiht rund eine Milliarde Mal von der Erde bis zur Sonne reichen.
Arbuskuläre Mykorrhizapilze (AM-Pilze) sind Bodenorganismen, die weltweit verbreitet sind, aber keine oberirdischen Fruchtkörper – sprich keine Schwammerl – bilden. Ihr gesamtes Leben spielt sich unterirdisch ab. Im Boden gehen sie mit den Wurzeln von Pflanzen eine Art Tauschhandel ein.
„Bei dieser Symbiose geben Pflanzen Kohlenstoff an die Pilznetzwerke ab – und im Gegenzug versorgen die Pilze die Pflanzen mit Nährstoffen und Wasser“, erklärt der Evolutionsbiologe Justin Stewart von der gemeinnützigen Forschungsorganisation „Society for the Protection of Underground Networks“ (SPUN) im Gespräch mit ORF Wissen. Schätzungen des Forschungsteams zufolge sind rund 70 Prozent aller Pflanzen weltweit auf diesen Tauschhandel angewiesen.
Eine Milliarde Mal zur Sonne
Weltweit gibt es mehrere hundert Pilzarten, die zu der Gruppe der AM-Pilze zählen. Wie groß und verbreitet ihre unterirdischen Netzwerke tatsächlich sind, war bisher aber weitgehend unklar. Stewart machte es sich daher zusammen mit einem internationalen Team zur Aufgabe, eine interaktive Weltkarte der AM-Pilze zu erstellen, die die Forschenden aktuell in einer Studie im Fachjournal „Science“ präsentieren.
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Ein Ergebnis der Untersuchung: Legt man alle Pilzfäden – sogenannte Hyphen – weltweit aneinander, entsprechen sie einer Strecke von rund 110 Billiarden Kilometern. Eine Zahl, die selbst die Forschenden zunächst ratlos machte. „Wir selbst hatten keine Ahnung, was wir uns unter dieser Zahl vorstellen sollen – dafür ist sie einfach zu groß. Also haben wir sie umgerechnet“, so Stewart. Demnach entspricht die Strecke in etwa eine Milliarde Mal der Distanz von der Erde zur Sonne.
Aber auch im kleinen Maßstab ist die Dichte der Pilznetzwerke beeindruckend: In einem einzigen Teelöffel Erde können bis zu zehn Meter dieser feinen Fäden stecken. Die Gesamtmasse aller arbuskulären Mykorrhizapilze weltweit schätzt das Team auf rund 300 Megatonnen Kohlenstoff – und das entspricht rund vier- bis sechsmal der Gesamtmasse aller lebenden Menschen.
Feldarbeit, KI und Robotik
„Eine Weltkarte dieser Art wäre vor zehn Jahren noch undenkbar gewesen“, erklärt Stewart. Das Forschungsteam kombinierte dafür klassische Feldarbeit mit modernen Methoden. Grundlage waren mehr als 16.000 Bodenproben aus aller Welt, die in wissenschaftlichen Studien in elf verschiedenen Sprachen veröffentlicht worden waren. „Forscher gingen hinaus, sammelten Bodenproben, extrahierten die Hyphen sorgfältig daraus und maßen ihre Länge unter dem Mikroskop“, beschreibt der Evolutionsbiologe den aufwendigen Prozess.
Die Daten wurden anschließend in KI-Modelle eingespeist und mit Satellitendaten zu Klima, Vegetation und Landnutzung verknüpft. So lernten die KI-Modelle, welche Umweltbedingungen zu welcher Pilzfadendichte führen – und konnten Vorhersagen für jeden Quadratkilometer Landfläche der Erde treffen, auch dort, wo noch nie eine Probe entnommen wurde. Im Labor wurden zusätzlich über 300.000 lebende Pilzfäden robotisch abgebildet, um das Modell weiter zu kalibrieren und noch genauere Ergebnisse zu erhalten.
Unsichtbare Klimaschützer
Die Bedeutung der Pilznetzwerke geht aber noch weit über die Pflanzenernährung hinaus. Der Kohlenstoff, den Pflanzen an die Pilze abgeben, landet tief im Boden – und bleibt auch dort, denn die feinen Hyphen erreichen Stellen im Untergrund, die für Pflanzenwurzeln unerreichbar sind. „Diese Hyphen sind so lang und dünn, dass sie im Boden an Stellen kommen, wo kurze, dicke Pflanzenwurzeln nicht hinkommen. Der Kohlenstoff wird also langfristig abgelagert, und kann dann dort Hunderte bis Tausende Jahre gebunden sein.“
Laut der Studie transportieren arbuskuläre Mykorrhizapilze jährlich so viel Kohlenstoff in den Boden, dass die Menge rund vier Milliarden Tonnen CO2 entspricht, das die Pflanzen dafür aus der Luft ziehen. Und das entspricht etwa elf Prozent aller jährlichen CO2-Emissionen des Menschen.
Lebensraum schrumpft
Die interaktive Karte zeigt außerdem, dass die dichtesten Pilznetzwerke nicht wie zuvor vermutet unter tropischen Regenwäldern liegen, sondern im Boden von wilden, unberührten Graslandschaften. Rund 40 Prozent der gesamten arbuskulären Mykorrhiza-Biomasse der Erde steckt demnach in Grasökosystemen… weiterlesen
