Das Palmyra-Atoll im Pazifik gehört zu den wenigen, größeren Inseln in den Tropen, die nicht dauerhaft besiedelt wurden, und damit auch zu den am besten erhaltenen Ökosystemen dieser Art: Hier nisten eine Million Seevögel und das Korallenriff ist außergewöhnlich intakt. Dennoch haben Menschen hier intensive Spuren hinterlassen, denn schon Ende des 19. Jahrhunderts entstanden hier die ersten Kokosnussplantagen. Kokospalmen bedecken – trotz ihrer gezielten Rodung seit 2019 – noch große Teile der Landfläche und verdrängen dort die natürliche Vegetation. Um diese wiederherzustellen, setzen Wissenschaftler um Charlie Cornwallis von der Universität Lund nun auf winzige Helfer im Boden: Pilze der Gattung Tomentella tragen entscheidend dazu bei, dass Bäume der Art Pisonia grandis gedeihen. Diese Bäume können bis zu 30 Meter hoch werden und nehmen eine Schlüsselrolle im Inselökosystem ein.

Palmyra ist ein Überseeterritorium der USA und wird von der privaten Naturschutzorganisation »The Nature Conservancy« und dem US Fish and Wildlife Service gemanagt: Eines ihrer Ziele ist die vollständige Regenerierung des Ökosystems und seiner Prozesse. Dazu entfernten sie invasive Arten wie Hausratten (Rattus rattus) und rodeten Kokospalmen, um wieder Platz für Pisonia zu schaffen, den bevorzugten Nistplätzen vieler Seevögel. Doch nicht überall kehrten diese Bäume wuchskräftig zurück, weshalb Cornwallis und Co ihren Blick auf das Bodenleben richteten: Viele Pflanzen benötigen mit ihnen assoziierte Pilze, um Wasser oder Nährstoffe besser aufnehmen zu können. Fehlt das als »Mykorrhiza« bezeichnete symbiontische Geflecht aus Wurzeln und Pilzen, wachsen sie nur eingeschränkt.

Die Wissenschaftler sammelten daher Bodenproben auf dem Atoll und analysierten sie mithilfe von DNA-Sequenzierungen. Das Team identifizierte 147 Arten von Mykorrhizapilzen, wobei die Artenvielfalt je nach Pflanzengemeinschaft und Bodenbedingungen variierte. Vergleiche mit globalen Datenbanken deuteten darauf hin, dass einige dieser Pilze selten oder bisher unbeschrieben sein könnten, darunter Arten aus den Gattungen Tomentella, Glomus und Claroideoglomus, von denen angenommen wird, dass sie nirgendwo sonst vorkommen und auf Palmyra endemisch sind.

Die Pisonia-Bäume sind anscheinend von einem bemerkenswert spezifischen Pilzpartner abhängig. Von 52 untersuchten Bäumen waren 100 Prozent der Wurzeln mit Geflechten von Tomentella-Pilzen verbunden, wobei die Art Tomentella pisoniae in fast jeder Probe vorkam. Dieser starke Zusammenhang könnte für eine sehr enge Symbiose sprechen und erklären, warum die Bäume in Bereichen ohne diese Pilze nicht gedeihen. Umgekehrt haben sich die mit den Bäumen assoziierten Tomentella-Pilze daran angepasst, dass ihre Partner beliebte Nistplätze von Seevögeln sind: Sie verkraften sehr hohe Phosphorkonzentrationen, wie sie unter den Bäumen auftreten können – die Vögel hinterlassen dort Unmengen an Kot. Die Pilze verhindern das schnelle Auswaschen der Nährstoffe. Sie speichern diese und machen den teils noch organisch gebundenen Phosphor und Stickstoff aus dem Guano für die Pflanzen besser verfügbar.

In der Ökologie hängt alles zusammen

Damit helfen sie, nährstoffarme, teils sandige Böden in fruchtbare Substrate umzuwandeln, auf denen die dichten Pisonia-Wälder wachsen. Gefördert wird die Bodenbildung durch die zahllosen Krabben des Atolls, die unterirdische Höhlen bauen und dort organisches Material wie Blätter, tote Seevögel oder andere Substanzen eintragen, die wiederum die Pilzvielfalt fördern, den Boden durchlüften und durchmischen. Verglichen mit umgebenden Bereichen wiesen die Forscher in den Krabbenhöhlen eine größere Pilzvielfalt nach. Gleichzeitig verbreiten die Krustentiere die Sporen der Pilze.

Für zukünftige ökologische Restaurierungsarbeiten bietet das neue Möglichkeiten: Damit die Pisonia-Bäume besser anwachsen, könnten sie mit den Pilzen »geimpft« werden. Alternativ wäre es möglich, pilzreiches Bodensubstrat im Umfeld von Anpflanzungen auszubringen. Mit Pisonia-Bäumenmehren sich die Nistmöglichkeiten für Vögel, was am Ende den Riffen ebenfalls zugutekommt. Ein Teil der Nährstoffe aus ihrem Kot wird ausgeschwemmt und ins Meer eingetragen, wovon wiederum Algen profitieren, die mit Korallen in Symbiose leben. Korallenriffe im Umfeld seevogelreicher Eilande sind oft gesünder und robuster als Riffe um Inseln, die wegen eingeschleppter Katzen oder Ratten einen großen Teil ihrer Brutvögel verloren haben.