Ohne Pilze kein Wald?

Im Klimawandel ist nicht nur die Artenvielfalt der Pilze wichtig, sondern auch ihre innerartliche genetische Vielfalt. 

Besonders unter sich verändernden Umweltbedingungen sind Ektomykorrhizapilze unverzichtbare Partner der Bäume, denn sie steigern die Aufnahme von verschiedenen Nährstoffen und Wasser über die Wurzeln. Diese Fähigkeiten variieren je nach Pilzart. Eine hohe Artenvielfalt ist deshalb von grosser Bedeutung für die Bäume. 

Ebenso wichtig ist eine hohe genetische Vielfalt innerhalb einer Pilzart: Sie erhöht die Chance, dass einige Individuen neue Belastungen wie Trockenheit besser bewältigen. Eine geringe Vielfalt kann hingegen die Pilzpopulationen schwächen, die Gesundheit der Bäume und letztlich die Stabilität der Wälder beeinträchtigen.

Deshalb untersuchen wir, wie sich die genetische Vielfalt eines Ektomykorrhizapilzes – Cenococcum geophilum – in Wäldern unter Trockenstress entwickelt und wie verschiedene Pilzindividuen aus diesen Standorten das Wachstum junger Stieleichen beeinflussen. Dazu fügen wir den Wurzeln der Stieleichen unterschiedliche Pilzindividuen hinzu und messen das Baumwachstum bei variierender Bodenfeuchtigkeit. 

Unser Ziel ist es, zu verstehen, wie Pilze sich an Umweltbedingungen anpassen und wie sie unseren Wäldern helfen, dem Klimawandel zu trotzen.

Was ist eine Mykorrhiza?

Mykorrhiza bezeichnet die enge Lebensgemeinschaft zwischen Pflanzenwurzeln und Pilzen, bei der beide Partner profitieren: Mit seinen feinen Fäden – Hyphen oder als Gesamtheit Myzel genannt – hilft der Pilz der Pflanze, Wasser und Nährstoffe aus dem Boden aufzunehmen, und erhält im Gegenzug Zucker aus der Photosynthese.

Es gibt mehrere Formen der Wurzelbesiedelung, wobei hauptsächlich zwischen Ekto- und Endomykorrhiza unterschieden wird. 

Bei Endomykorrhizaformen dringt der Pilz in die Wurzelrindenzellen ein und bildet dort je nach Pflanzenart unterschiedliche Strukturen für den Nährstoffaustausch aus. 

Bei unseren Waldbäumen dominiert die Ektomykorrhiza. Hierbei umhüllt der Pilz die Wurzelspitzen und dringt zwischen die Zellen des Baumes, um dort den Nährstoffaustausch zu ermöglichen. Zu den Ektomykorrhizapilzen zählen viele bekannte Arten wie Eierschwämme, Steinpilze oder Trüffel.

Mikroskopische Aufnahme von Cenococcum geophilum Myzelien, die an einem Pflanzenstängel haften

Cenococcum geophilum, der Pilz in unserer Studie, ist einer der weltweit häufigsten Ektomykorrhizapilze. Er wächst in den borealen, gemässigten und subtropischen Zonen an den Wurzeln der meisten Waldbäume.

Dieser Schlauchpilz wächst auch häufig an Standorten mit Umweltbelastungen, was seine wichtige Rolle im Waldökosystem unterstreicht. Cenococcum geophilum kommt nur unterirdisch an den Wurzeln vor, als Myzelfäden im Boden oder als kleine, sehr trockenresistente schwarze Kügelchen, sogenannte Sklerotien.

Querschnitt einer Waldföhrenwurzel mit Cenococcum geophilum, sichtbar in blauen und grünen Farbtönen, zeigt die Zellstruktur.
Cenococcum geophilum ummantelt eine Waldföhrenwurzel. Der Querschnitt zeigt die typische Struktur einer Ekto­mykorrhiza: Der Pilz umhüllt die Feinwurzelspitze mit einem dichten Pilzmantel (grün), dringt zwischen die Wurzelrindenzellen (blau) ein und bildet das Hartig‘sche Netz (grün), durch das der Nährstoffaustausch stattfindet.