Jenseits der Photosynthese: Ernähren sich Baumsämlinge im Unterholz von Tropenwäldern zusätzlich mit Kohlenstoff von Pilzen?
11.12.2024
Forschende am BayCEER/Universität Bayreuth konnten erstmals zeigen, dass Sämlinge tropischer Gehölze eine stabile Isotopensignatur aufweisen, die auf eine Kohlenstoffgewinnung durch Pilze hinweist. Die Ergebnisse unterstützen die These, dass tropische Baumsetzlinge über arbuskulären Mykorrhiza-Netzwerke mit Kohlenstoff von Pilzen versorgt werden.Netzwerke zwischen Pilzen und Pflanzen – bekannt als ‚Common Mycorrhizal Networks‘ oder das „Wood Wide Web“ – sind äußerst komplex. Trotz des zunehmenden Interesses am „Wood Wide Web“ in populärwissenschaftlichen Medien ist nur sehr wenig darüber bekannt, ob, wie und in welchem Umfang Baumsämlinge Kohlenstoff von Pilzen erhalten und inwiefern Kohlenstoff möglicherweise zwischen Bäumen über Mykorrhiza-Netzwerke ausgetauscht wird. Vor allem Untersuchungen aus natürlichen Waldökosystemen fehlen.
In ihrer aktuellen Studie gingen Dr. Franziska Zahn, Blexein Contreras, Prof. Dr. Bettina Engelbrecht und Prof. Dr. Gerhard Gebauer der Frage nach, ob Baumsämlinge in tropischer Wäldern neben dem Kohlenstoffgewinn aus der Photosynthese auch Kohlenstoff von Mykorrhizapilzen erhalten können, also ob diese teilweise mykoheterotroph sind.
Das Forschungsteam untersuchte Sämlinge von 41 verholzten Pflanzenarten im Unterwuchs tropischer Tieflandwälder in Panama. Natürliche Häufigkeitssignaturen stabiler Isotope wurden als Indikator für den Kohlenstofftransfer zwischen Pilzen und Pflanzen verwendet.
Die Forschungsergebnisse weisen zum ersten Mal darauf hin, dass einige tropische Baumsämlinge arbuskuläre Mykorrhizanetzwerke nutzen können, um zusätzlichen Kohlenstoff von Pilzen zu erhalten, der höchstwahrscheinlich von erwachsenen Bäumen stammt. Dies wiederum könnte weitreichende Auswirkungen auf das Verständnis der Mechanismen der Waldregeneration haben.
Dennoch sind noch viele Fragen offen, z. B. zu den Umweltbedingungen, den evolutionären Antriebskräften und der ökologischen Relevanz solcher Kohlenstofftransfers. „Ich bin davon überzeugt, dass wir eine Vielzahl von Methoden benötigen, einschließlich Feld- und Laborstudien, um unsere ersten Erkenntnisse zu untermauern und die Komplexität von Mykorrhiza-Netzwerken zu verstehen“, sagt Franziska Zahn – Co-Autorin und eine der Preisträgerinnen der diesjährigen ‚Excellent Doctoral Research Recognition‘ am BayCEER.
Dieses Projekt wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert (GE 565/9-1 Projektnummer: 405009566).
Originalpublikation:
Stable isotope analysis indicates partial mycoheterotrophy in arbuscular mycorrhizal woody seedlings in tropical forests. Franziska E. Zahn, Blexein Contreras, Bettina M. J. Engelbrecht, Gerhard Gebauer. Functional Ecology 38 (2024).
DOI: https://doi.org/10.1111/1365-2435.14689
Kontakt:
Dr. Franziska Zahn
Ökologie der Pilze
(davor Labor für Isotopen-Biogeochemie bis 2023)
e-mail: franziska.zahn@uni-bayreuth.de
Tel: +49 (0)921 55 2466
Eine der Untersuchungsflächen in den tropischen Tieflandwäldern von Zentralpanama: Dichtes Kronendach (oben, Blick vom Waldboden aus) beschattet die untersuchten, gemeinsam vorkommenden Sämlinge im Unterholz (unten). (Fotos von Blexein Contreras, Franziska Zahn).