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Auf der Erde sähe es aus wie auf dem Mars - Dank Netzwerk aus Pilzen und Bakterien gedeihen Nahrungsmittel

In Böden arbeiten Pilz- und Bakterienarten wie die Räder eines Uhrwerks zusammen. Nur dank dieses Zusammenspiels in Form eines Netzwerks gelingt es gemäss einer neuen Studie den Böden, Trinkwasser zu filtern und Nahrungsmittel wachsen zu lassen.


Diesen Zusammenhang weisen Forschende von Agroscope und der Universität Zürich in einer Studie nach. Es sei vermutlich die erste Studie, die zeige, dass Bakterien und Pilze in den Böden in einem riesigen Netzwerk organisiert seien und dass diese Netzwerke wichtige Funktionen erfüllen, schreibt Agroscope am Montag in einer Mitteilung.

"Je verflochtener das Netzwerk ist, desto mehr können die Bakterien für die Landwirtschaft leisten", lässt sich Agroscope-Forscher Marcel van der Heijden in der Mitteilung zitieren.

Die verschiedenen Pilz- und Bakterienarten würden wie in einer riesigen Fabrik zusammenarbeiten. Eine Art sei zuständig für die Warenannahme, eine für die Lagerung, eine für die Bestückung der Förderbänder, eine fürs Schweissen und eine fürs Putzen. Nur wenn alle Positionen besetzt seien, komme dabei etwas Nützliches heraus. Je weniger Angestellte die Fabrik habe, desto weniger könne sie leisten.

Auf der Erde sähe es aus wie auf dem Mars

Im übertragenen Sinn heisst das: Je mehr Bakterien im Boden vorhanden sind, desto mehr Nährstoffe nehmen die Pflanzen auf - und desto mehr Pflanzenarten können wachsen. Enthält ein Boden hingegen nur ein paar wenige oder gar keine Mikroorganismen, wachsen nur Gräser. Zudem werden viel weniger Nährstoffe aufgenommen. Im Endeffekt hat dies einen wichtigen Einfluss auf die Landwirtschaft.

Auch andere wichtige Funktionen des Bodens gehen gemäss der Studie verloren, wenn es zu wenig Bakterien- und Pilzarten gibt: etwa der Abbau von totem Material oder die Einlagerung von Kohlenstoff aus der Atmosphäre. "Ohne Bakterien und Pilze sähe es auf der Erde aus wie auf dem Mars", fasst es Cameron Wagg, Erstautor der Studie, zusammen. Die Resultate veröffentlichten die Forschenden kürzlich in der Fachzeitschrift "Nature Communications".

Das Bakterien- und Pilznetzwerk sichert sich für längere Hitzeperioden, Trockenstress und andere Umwelteinflüsse sogar ab, indem jede Stelle mehrmals besetzt wird. Wenn eine Art ausfällt, kann die nächste übernehmen.

Bakterien und Pilze Schritt für Schritt ausgesiebt

Für die Studie haben die Forschenden die Artenvielfalt von verschiedenen Bodenproben reduziert, indem sie die Böden durch unterschiedlich feine Siebe passieren liessen. Dadurch hatten manche Proben noch die volle Vielfalt an Bakterien und Pilzen, während andere nur noch sehr wenige oder gar keine mehr aufwiesen.

Diese Bodenproben mischten die Fachleute in luftdichten Kammern mit sterilisierter Erde. Darin hatten sie eine Gras-Klee-Kräutermischung angesät. Dank der Kammern konnte der Gasaustausch erfasst werden. So konnten die Forschenden etwa messen, wie viel Lachgas die verschiedenen Probeböden produzieren - und wie viel des wertvollen Stickstoffs dadurch verloren geht.

Die Forschenden untersuchten zudem, ob diese mikrobiellen Netzwerke wichtige Nährstoffe wie Stickstoff und Phosphate aus dem Boden waschen. Mit einer Systemanalyse haben die Forschenden dann mehrere Funktionen gleichzeitig analysiert.

Die Ergebnisse zeigen: Je artenreicher diese mikrobielle Gemeinschaft ist, desto mehr Funktionen des Ökosystems bleiben intakt. Und ein intaktes Ökosystem wirkt sich schliesslich positiv auf die Landwirtschaft aus.

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