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Einheimische Orchideenarten überraschen Forscher

Raffinierte Netzwerker: Orchideen zapfen Pilze an

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Hier blüht das Fuchs' Knabenkraut (Dactylorhiza fuchsii). Diese heimische Wiesenorchidee bedient sich offenbar gern an den Kohlenstoffvorräten von bodenlebenden Pilzen. (Foto: Julienne Schiebold)
„Warum selber Nährstoffe herstellen, wenn man sie sich günstig besorgen kann“ – nach diesem Motto bedienen sich offenbar Wald- und Wiesenorchideen bei Pilzen, mit denen ihre Wurzeln unterirdische Verbindungen knüpfen.

Im Untergrund von Wald und Wiese geht es erstaunlich turbulent zu – hier wird gehandelt, verschenkt und auch ausgebeutet: Viele Pflanzenarten stehen über ihre Wurzeln im Kontakt mit Pilzgeflechten, mit denen sie unterschiedliche Beziehungssysteme pflegen. Neben Symbiosen, bei denen beide Partner Nährstoffe vom anderen bekommen, gibt es auch Versionen, bei denen nur ein Partner absahnt.

Angezapfte Pilze

Vor wenigen Jahren haben Forscher um Gerhard Gebauer von der Universität Bayreuth entdeckt, dass grünblättrige Orchideen, die auf Waldböden unter stark eingeschränkten Lichtverhältnissen leben, mit ihren Wurzeln benachbarte Pilze anzapfen: Sie besorgen sich Kohlenhydrate, um die schwache Eigenproduktion durch die eingeschränkte Photosynthese-Leistung im Schatten auszugleichen.

Die Wissenschaftler können solche unterirdischen Versorgungsnetzwerke aufklären, indem sie analysieren, wie sich besondere Formen des Kohlenstoffs und Stickstoffs ausbreiten – sogenannte Isotope. So konnten sie nachweisen, dass sogar Kohlenhydrate in den Waldorchideen landen, die ursprünglich einmal durch die Photosynthese der Waldbäume im Kronendach erzeugt worden waren. Die Erklärung: Einige von den Orchideen angezapfte Pilzarten betreiben Nährstoffaustausch mit den umliegenden Bäumen. Es zeichnete sich somit ab: Über das Netzwerk im Boden können sich erstaunlich komplexe Fernbeziehungen ausbilden.

Auch im Sonnenlicht sind Orchideen „bequem“

Nun haben die Forscher ihre Untersuchungen auch auf Orchideen ausgeweitet, die auf Wiesen in Europa wachsen. Sie sind eigentlich uneingeschränkt dem Sonnenlicht ausgesetzt – besitzen also prinzipiell genügend Möglichkeiten zur Selbstversorgung durch Photosynthese. Erstaunlicherweise stellten die Forscher aber fest: Orchideen lassen sich keineswegs nur bei Lichtarmut teilweise von Pilzen versorgen – auch die Wiesenorchideen zapfen Pilzarten im Boden an, die dort Biomasse zersetzen. „Diese Ergebnisse haben uns überrascht. Auch die mit Sonnenlicht gut versorgten Orchideen lassen sich versorgen“, betont Gebauer.

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Doch was veranlasst die Orchideen dazu, die eigenen Photosynthese-Potenziale nicht auszuschöpfen? „Wir vermuten, dass die Kohlenstoffversorgung durch Pilze den Wiesenorchideen Konkurrenzvorteile verschafft. Zudem können sie mit Hilfe der Pilze ungünstige klimatische Bedingungen über mehrere Jahre hinweg unter der Bodenoberfläche überstehen“, sagt Co-Autorin Julienne Schiebold. Erneut zeichnet sich damit ab, welche faszinierenden Konzepte sich in der Natur entwickelt haben.

Quelle: Universität Bayreuth

© natur.de – Martin Vieweg
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