Lange Zeit unsichtbar geblieben, weben Pilze globale Netzwerke, deren Gesamtlänge Hunderte von Billiarden Kilometern erreicht. Ein internationales Team hat die erste Weltkarte davon erstellt und verändert damit radikal unseren Blick auf die Böden.
Die arbuskulären Mykorrhizapilze leben in Symbiose mit über 70 % der Landpflanzen. Seit 475 Millionen Jahren versorgen sie die Pflanzen mit Wasser und Mineralien im Austausch gegen Kohlenstoff aus der Photosynthese. Bisher hatte niemand versucht, ihre Dichte auf planetarischer Ebene zu schätzen.
Weltkarte der Dichte der Hyphen von arbuskulären Mykorrhizapilzen.
Quelle: Truth & Beauty / Moritz Stefaner. Justin Stewart - SPUN Zahlen, die die Vorstellungskraft übersteigen
Durch die Zusammenstellung von über 16 000 Bodenproben und den Einsatz maschinellen Lernens berechneten die Forscher, dass die Gesamtlänge dieser Fäden 110 Billiarden Kilometer erreicht. "110 was?", werden einige fragen: das entspricht 110 000 Billionen, aber um sich diese Entfernung besser vorzustellen, sollten Sie wissen, dass sie fast einer Milliarde Hin- und Rückreisen zwischen Erde und Sonne entspricht! Das Ausmaß der Dichte und Verteilung der Pilznetzwerke wird zudem in einer interaktiven Visualisierung auf
dieser Website dargestellt.
Die Masse dieser Pilze beträgt etwa 300 Megatonnen Kohlenstoff, das 4- bis 6-fache des Gewichts aller lebenden Menschen. In einem einzigen Teelöffel Erde können bis zu 10 Meter dieser Fäden gefunden werden. Diese Netzwerke vergrößern die Erkundungsoberfläche der Wurzeln zur Wasser- und Nährstoffaufnahme um bis zu 100 Mal.
Architektur des Pilzmyzels. Die Architektur unterscheidet sich je nach Stamm und Art. Netzwerke, abgebildet am Institut für Biophysik AMOLF in Amsterdam.
Quelle: Corentin Bisot - VU Amsterdam, AMOLF. Justin Stewart - SPUN Unverzichtbare Verbündete für Klima und Landwirtschaft
Jedes Jahr vergraben diese unterirdischen Netzwerke fast eine Milliarde Tonnen Kohlendioxid im Boden. Dieser natürliche Mechanismus spielt eine wichtige Rolle bei der Regulierung des Weltklimas. Ohne diese Pilze würde ein Teil des atmosphärischen Kohlenstoffs in der Luft verbleiben.
Wilde Graslandschaften konzentrieren 40 % dieser Pilzbiomasse. Dennoch sind dies die am wenigsten geschützten Ökosysteme. Ihre Umwandlung in Ackerland erfolgt viermal schneller als die von Wäldern. In Anbaugebieten sinkt die Dichte der Netzwerke im Vergleich zu natürlichen Lebensräumen um fast die Hälfte.
Mykorrhizapilze unter dem Mikroskop am Institut für Biophysik AMOLF. Die kreisförmigen Strukturen sind Sporen. Die Farbe wurde zur besseren Lesbarkeit verändert.
Quelle: Tomás Munita Identifizierte Bedrohungen, mögliche Lösungen
Mechanische Bodenbearbeitung zerstört die Fäden physisch. Düngemittel und Fungizide stören die Beziehung zwischen Pflanzen und Pilzen. Diese Praktiken verringern die Fähigkeit der Böden, Kohlenstoff zu speichern und Nährstoffe zurückzuhalten. Die Forscher fordern besseren Schutz der noch wilden Graslandschaften.
Das Team schlägt vor, sich von weniger invasiven landwirtschaftlichen Methoden inspirieren zu lassen, wie z. B. pflugloser Anbau oder biologische Landwirtschaft. Die Aufrechterhaltung dichter Pilznetzwerke würde es ermöglichen, den Düngemitteleinsatz zu reduzieren und gleichzeitig die Widerstandsfähigkeit der Kulturen gegenüber Dürren zu verbessern. Eine Zusammenarbeit zwischen Wissenschaftlern und Landwirten wird als vorrangig angesehen.
Für weitere Informationen: Wie misst man unsichtbare Netzwerke?
Die Forscher entnahmen über 16 000 Bodenkerne auf allen Kontinenten. Jede Probe wurde analysiert, um die Pilzfäden zu zählen. Ein Bildgebungsroboter fotografierte über 300 000 im Labor gezüchtete Hyphen (Fäden).
Diese lokalen Messungen dienten zum Training eines maschinellen Lernmodells. Das Modell integriert Klimadaten, Bodenbeschaffenheit und Vegetationstyp. Es kann so die Pilzdichte dort vorhersagen, wo keine Probenahme stattfand.
Die erhaltene Karte hat eine Auflösung von einem Quadratkilometer. Nur die Eiskappen und Gebiete ohne ausreichende Daten sind ausgeschlossen.
Autor des Artikels: Cédric DEPOND
Quelle: Science