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Erde|Umwelt

Bäume vermitteln einander Kohlenstoff

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Für die Studie begasten die Forscher Fichten von einem Baukran aus mit markiertem Kohlendioxid. (Foto: Universität Basel, Forschungsgruppe C. Körner)
Da steht eine Fichte, dort eine Buche und daneben eine Lärche: Unterschiedliche Waldbäume sind über Wurzeln und Pilzgeflechte erstaunlich intensiv miteinander verknüpft, zeigt eine Studie. Über diese Verbindungen tauschen sie offenbar Kohlenstoff in Form von Zucker untereinander aus.

Kohlenstoff ist ein Grundbaustein des Lebens: Der Bestandteil des energiereichen  Zuckers und anderer kohlenstoffhaltiger Pflanzenstoffe stammt letztlich aus der Atmosphäre. Pflanzen nehmen Kohlendioxid über ihre Blätter auf und erzeugen durch Lichtenergie im Rahmen der Fotosynthese energiereiche Kohlenstoffverbindungen. Von Blatt und Nadel transportieren die Bäume diese Zuckersubstanzen in andere Teile ihres Körpers – so auch in die Wurzeln. Es ist bereits lange bekannt, dass sie hier einem Handelspartner etwas vom Zucker abgeben: den Mykorrhizapilzen, deren Geflecht den Waldboden durchdringt. Die Pilze geben dem Baum im Tausch gegen den Zucker Nährelemente, die er für sein Wachstum benötigt – es handelt sich um eine Symbiose.

Mykorrhizapilze verbinden Bäume

Das Pilzgeflecht ist dabei jeweils nicht nur mit einem Baum verknüpft, sondern mit mehreren im Umkreis. Diese Partner können dabei auch zu unterschiedlichen Arten gehören. Die Forscher um Christian Körner von der Universität Basel konnten nun zeigen, dass dadurch ein faszinierendes Gesamtnetzwerk entsteht: Die Pilze geben offenbar etwas von dem erhaltenen Zucker wieder an andere Bäume ab: Der ursprünglich in Baum A erzeugte Zucker kann dadurch letztlich auch im Nachbarbaum B und C landen, berichten die Forscher.

Nachgewiesen haben sie dies durch eine raffinierte Methode: In einem Waldstück verpassten sie etwa 40 Meter hohen Fichten über feine Schläuche Kohlendioxid in die Kronen, das mit einer Markierung versehen war. Für den Stoffwechsel der Bäume machte  der markierte Kohlenstoff keinen Unterschied: Sie bauten es in ihre Kohlenstoffverbindungen problemlos ein. Für die Forscher ergab sich dadurch aber die Möglichkeit, die Spur dieser Bausteine genau verfolgen: Der Kohlenstoff des Zuckers wies durch die isotopische Markierung eine eindeutige Signatur auf, die sich durch das Verfahren der Massen-Spektrometrie erfassen ließ. Somit wurde auch klar, von welchem Baum Zuckersubstanzen ursprünglich stammten.

„Der Wald ist mehr als die Summe von Bäumen“

Die Untersuchung der Wurzeln der umliegenden Bäume zeigte: Der markierte Kohlenstoff der jeweils behandelten Fichte tauchte schließlich auch bei ihnen auf. Bis zu 40 Prozent des Kohlenstoffs in den Wurzeln kann von einem Nachbarbaum stammen, ergaben die Analysen. Der einzige Weg, auf dem er von Fichte zu Buche, Föhre oder Lärche – oder umgekehrt – gelangt sein konnte, war über die dünnen Fäden der gemeinsamen Mykorrhizapilze, erklären die Forscher. Ein weiteres Ergebnis bestätigte dies: Bei der umliegenden Vegetation fanden die Forscher den markierten Kohlenstoff nicht. Diese Pflanzen haben andere Pilzpartner als die Bäume – sie waren deshalb nicht Teil des Netzwerks.

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Den entdeckten wechselseitigen Transport großer Kohlenstoffmengen zwischen nicht verwandten, erwachsenen Baumarten bezeichnen die Biologen als „sehr überraschend“. Ihnen zufolge stellt die Entdeckung die Individualität des Baums in Bezug auf seinen Kohlenstoffhaushalt nun infrage und lässt den Wald mehr als eine Einheit erscheinen: „Der Wald ist offensichtlich mehr als nur die Summe von Bäumen“, resümiert Körner das Ergebnis. Den Forschern zufolge bildet dieses Ergebnis nun die Grundlage für weitere Forschungsarbeiten, die dem geheimnisvollen Netzwerk im Boden auf die Spur kommen sollen.

Quellen:

© wissenschaft.de – Martin Vieweg
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