8.8.2017: Forschung international

Pilze kurbeln in trockenen Böden die mikrobielle Aktivität an

Les champignons stimulent l’activité microbienne dans des sols secs


Anja Wortich et al.

Wenn Böden austrocknen, hat dies einen negativen Einfluss auf die Aktivität von Bodenbakterien. Allerdings können Pilze die Aktivität von Bakterien in ausgetrockneten und nährstoffarmen Habitaten erhöhen, indem sie sie mit Wasser und Nährstoffen versorgen. Dies haben Forscher mithilfe modernster Analysemethoden und bildgebender Verfahren gezeigt. Die Fähigkeit der Pilze, Trockenstress in Böden zu regulieren und so für die Erhaltung von Ökosystemfunktionen zu sorgen, ist gerade vor dem Hintergrund des Klimawandels eine wichtige Erkenntnis.


Des sols desséchés ont une influence négative sur l’activité des bactéries du sol. Les champignons peuvent toutefois augmenter l’activité des bactéries dans les habitats desséchés et pauvres en nutriments en les alimentant avec de l’eau et des substances nutritives. C’est ce que des scientifiques ont montré à l'aide d'analyses et de techniques d’imageries modernes. La capacité des champignons à réguler le stress hydrique dans les sols et ainsi à veiller à la conservation des fonctions écosystémiques est une découverte importante, en particulier dans le contexte du changement climatique.


Als feines Geflecht dünner Fäden – sogenannter Hyphen – durchziehen viele Pilze das Erdreich. Auf der Suche nach Wasser und Nährstoffen wachsen die Hyphen in unterschiedlichste Richtungen und vergrössern so stetig das Pilznetzwerk. Wird der Pilz fündig, werden Wasser und Nährstoffe aufgenommen und durch die Hyphen transportiert. So werden auch die Teile des Pilzgeflechts gut versorgt, die sich beispielsweise in trockenen oder nährstoffarmen Bereichen des Bodens befinden. Von dem Transport durch die Pilz-Pipelines profitiert aber offenbar nicht nur der Pilz selbst: Auch Bakterien werden auf diese Weise mit lebenswichtigem Wasser und Nährstoffen beliefert. Das konnte jetzt ein Forscherteam zeigen.
In ihren Untersuchungen haben die Forscher den Wasser-, Substrat- und Nährstofftransport durch die Hyphen mikroskopisch kleiner Pilze genauer unter die Lupe genommen. Dafür liessen sie die Pilze auf einem Nährmedium aus Wasser, Glucose und stickstoffhaltigen Nährstoffen wachsen. Die Pilz-Hyphen mussten dabei eine trockene und nährstofflose Zone passieren, um dann in einen neuen Bereich mit Nährmedium hineinzuwachsen. In der unwirtlichen Übergangszone befanden sich Sporen des weitverbreiteten Bodenbakteriums Bacillus subtilis. Sporen sind inaktive Dauerstadien von Bakterien, die ausgebildet werden, wenn für das bakterielle Wachstum nicht genügend Wasser, Nahrung und Nährstoffe vorhanden sind. Die Bakterien befinden sich dann in einer Art Tiefschlaf, aus dem sie nur erwachen, wenn die Lebensbedingungen für sie wieder günstiger werden.
Und in der Tat verbesserten sich diese im Experiment durch das Wachstum der Pilze: Als die Pilz-Hyphen durch die trockene Zone hindurchwuchsen, keimten die Sporen der Bakterien aus, und die Forscher konnten eine eindeutige mikrobielle Aktivität feststellen. Die Pilze haben die Umweltbedingungen für die Bakterien offensichtlich verbessert und sie aus ihrem Schlaf geweckt.
Mit ihrer Studie ist den Forschern eine weitere wichtige Erkenntnis über Pilze und ihre wichtige Funktion in Böden gelungen: Pilze stellen Pumpstationen und Pipelines für Wasser, Substrate und Nährstoffe dar, können unwirtliche Standorte besiedeln und für Bakterien erschliessen – und so die mikrobielle Aktivität im Boden ankurbeln.

Quelle: UFZ

Keywords:
Boden; Pilze; Bakterien; Ökosystemleistungen

Art der Publikation:
Fachpublikation

Literatur:
Worrich A. et al. (2017): Mycelium-mediated transfer of water and nutrients stimulates bacterial activity in dry and oligotrophic environments. Nature Communications. DOI: 10.1038/NCOMMS15472.

http://www.ufz.de/index.php?de=36336&webc_pm=17/2017
http://dx.doi.org/10.1038/ncomms15472

Kontaktadresse:
Prof. Dr. Matthias Kästner
Leiter UFZ-Department Umweltbiotechnologie
Permoserstraße 15
CH-04318 Leipzig

matthias.kaestner@ufz.de
Tel: +49 (0)341 235 1235


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