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News: An der Wurzel gefasst

Pilze schießen nicht nur sichtbar aus dem Boden, sie führen oftmals mit ihren aus winzigen Fäden bestehenden Netzen ein unterirdisches Schattendasein. Doch kommt ihnen dabei eine Schlüsselrolle zu, da sie in Ökosystemen für das Recyceln der Nährstoffe zuständig sind und mit unzähligen Pflanzen in engem Kontakt stehen, bei dem sie diese mit lebenswichtigen Nährstoffen versorgen. Welche erstaunliche Vielfalt sich beispielsweise an den Wurzeln des Glatthafers findet, hat Forscher denn doch überrascht. Zumal sie auf etliche offenbar bislang noch unbekannte Vertreter gestoßen sind.
Gäbe es keine Pilze, würden vermutlich ganze Ökosysteme zusammenbrechen. Denn sie fungieren als natürliche Müllabfuhr: Indem sie dafür sorgen, dass abgestorbene Bäume und Blätter, tote Organismen sowie Exkremente nahezu rückstandsfrei beseitigt werden, führen sie lebenswichtige Nährstoffe in den Kreislauf zurück. Und auch viele Pflanzen verdanken den unterirdischen Netzwerken ihre Existenz. Gemeinsam mit den Pilzen bilden sie eine eingeschworene Lebensgemeinschaft, die so genannte Mykorrhiza, bei der beide Partner Hand in Hand zusammenarbeiten.

Obwohl die Pilze innerhalb der Biosphäre eine zentrale Stellung einnehmen, liegt ihr Vorkommen in den natürlichen Lebensräumen buchstäblich weitgehend im Dunkeln. Um nähere Details über diese verborgenen Strukturen ans Licht zu bringen, bestimmten nun Philippe Vandenkoornhuyse und seine Mitarbeiter von der University of York ihr Auftreten im irdischen Habitat des Glatthafers (Arrhenatherum elatius). Aus dem gereinigtem Wurzelwerk dieses Grases präparierten die Forscher die Erbsubstanz von umgebenden Organismen und vervielfältigten diese mit Hilfe der Polymerasekettenreaktion.

Ihr Hauptaugenmerk richteten die Wissenschaftler auf die aus Nukleinsäuren bestehenden Ribosomen – jenen Zellbestandteilen, die am Fließband Aminosäuren zu Proteinen verknüpfen –, und zwar speziell auf die kleinere der beiden Untereinheiten. Als sie von den zahlreichen Kopien schließlich 200 zufällig ausgewählte näher analysierten und mit der "Bibliothek" bereits bekannter Pilzgene verglichen, kamen sie zu einem erstaunlichen Ergebnis: Insgesamt zählten sie 49 verschiedene Sequenzen – und alle stammten von Pilzen.

Demnach hat sich an den Wurzeln einer einzigen Pflanzenart und an einem einzigen Probeentnahme-Standort eine überraschend große Vielfalt von Pilz-Bewohnern angesiedelt – ein derart gehäuftes Auftreten hatten die Forscher nicht erwartet hätten, wie sie betonen. Und die Daten hielten eine weitere Überraschung bereit: Nur sieben der ermittelten Nukeinsäureabfolgen wiesen mit über 99 Prozent eine weitgehende Übereinstimmung mit den analysierten Sequenzen von bekannten Pilzarten auf. Wie das Datenmaterial nahe legt, existieren offensichtlich noch jede Menge unbekannte Vertreter dieser Organismengruppe.

Indes verteilen sich die 49 bestimmten Sequenzen auf alle Klassen der Pilze, bis hin zu den Basidiomyceten (Ständerpilze). Während einige Sequenzen wie erwartet Verwandten der symbiotisch lebenden Mykorrhiza-Pilzen zuzuordnen waren, ist die Rolle der übrigen Vertreter, die 94 Prozent von der ermittelten Pilzvielfalt ausmachen, noch schleierhaft. Unbeantwortet bleibt vorerst auch die Fülle von Fragen, welche die Forschungsarbeit aufwirft: So gilt es nicht nur die ökologischen Auswirkungen dieses mannigfaltigen Pilzvorkommens an Pflanzenwurzeln sowie die Lebensweise und Funktion der einzelnen Vertreter zu klären, sondern auch, ob in anderen ökologischen Nischen ein ähnlich gehäuftes Auftreten zu verzeichnen ist.

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