Der Klimawandel verändert auch die Lebensbedingungen von Bäumen und Pilzen – und stört ihre im Laufe der Evolution entwickelte Synchronisation. So könnten manche Bäume und ihre Symbiose-Pilze künftig nicht mehr wie bislang im gleichen Gebiet vorkommen, wie Forscher herausgefunden haben. Wenn sich diese natürlichen Wechselwirkungen verändern, könnte sich das auch auf die biologische Vielfalt ganzer Ökosysteme auswirken. Wo genau die Baum-Pilz-Symbiosen nachhaltig gestört und wo sich neue Kooperationen bilden werden, ist jedoch schwer vorherzusagen.
Mit dem Klimawandel verändern sich die Lebensbedingungen für alle Lebewesen auf der Erde. Nicht nur wir Menschen werden uns an eine wärmere Erde anpassen und unbewohnbar gewordene Regionen verlassen müssen, auch Tieren, Pflanzen, Mikroorganismen und Pilzen steht diese Herausforderung bevor. Während Tiere relativ schnell neue Lebensräume erobern können, dauert die Migration bei Pflanzen jedoch länger. Vor allem Bäume wandern nur langsam, wie Beobachtungen in den vergangenen Jahren zeigten.
Wie wirkt sich die Erderwärmung auf Baum-Pilz-Symbiosen aus?
Ein Forschungsteam um Michael Van Nuland von der Stanford University in Kalifornien hat nun untersucht, welche Folgen dies auf die Beziehungen der Bäume zu anderen Organismen haben könnte. Dafür analysierten sie Bäume und Pilze, die derzeit in Symbiosen zusammenleben und aufeinander angewiesen sind. Die Pilze versorgen die Bäume über ihre Wurzeln mit Nährstoffen und erhalten von den Pflanzen im Gegenzug Kohlenstoff aus deren Stoffwechsel. Die Biologen sequenzierten aus fast 6.000 Bodenproben das Erbgut von Mykorrhiza-Pilzen, die in nordamerikanischen Wäldern leben. Zudem werteten sie Aufzeichnung zu den dortigen Baumbeständen aus. Aus diesen Daten entwickelten Van Nuland und seine Kollegen Computermodelle, die die künftige Verbreitung von 50 Baumarten und 400 Pilzen vorhersagen, die bisher eine Partnerschaft mit Bäumen eingehen.
Den Prognosen zufolge werden sowohl Bäume als auch Pilze im Zuge der Erderwärmung künftig in höheren Breitengraden wachsen, weil es dort kühler sein wird als in ihren bisherigen Lebensräumen. Ihre jetzigen Verbreitungsgebiete werden sich demnach nach Norden verschieben. Die Regionen, in denen sowohl Bäume als auch Pilze gedeihen können, werden sich dabei weiterhin überschneiden und sogar insgesamt größere Flächen als potenziellen Lebensraum ergeben. Bisherige Mykorrhiza-Symbiosen zwischen Bäumen und Pilzen werden demnach auch in Zukunft noch möglich sein. Auch neue Partnerschaften könnten so entstehen. Besonders von neuen Symbiosepartnern profitieren könnten dabei die Kanadische Schwarz-Pappel, die Amerikanische Weiß-Eiche, die Amerikanische Hainbuche und die Amerikanische Buche sowie insgesamt Walnuss- und Buchengewächse, wie das Team berichtet.
Bäume im Norden werden weniger Pilz-Partner finden
Dieser positive Trend trifft jedoch nicht auf alle Baum-Pilz-Partnerschaften zu, wie die Biologen feststellten. Für etwa 35 Prozent der heutigen Mykorrhiza-Symbionten wird mit dem Klimawandel wahrscheinlich weniger Lebensraum zur Verfügung stehen, in dem beide Partner wachsen können. Vor allem Symbiosen in nördlichen Breiten werden davon betroffen sein. Bäume im Norden finden demnach im Boden nur noch schwer pilzliche Kooperationspartner, was ihnen wiederum ebenfalls die Ansiedlung in nördlicheren, kühleren Regionen erschwert, so Van Nuland und seine Kollegen. Besonders betroffen seien Kieferngewächse wie beispielsweise die Felsen-Tanne und die Küsten-Kiefer.
Nach Ansicht der Biologen sollten diese Erkenntnisse bei künftigen Maßnahmen zum Umwelt- und Naturschutz berücksichtigt werden. Zudem müsse weiter erforscht werden, wie sich der Klimawandel auf Mykorrhiza-Symbiosen auswirkt, sagt Van Nuland. „Diese Beziehungen untermauern alles Leben auf der Erde – es ist wichtig, dass wir sie verstehen und schützen.“ Denn wenn sich diese Wechselwirkungen verändern, könnte sich das auch auf die biologische Vielfalt ganzer Ökosysteme auswirken.
Quelle: Michael Van Nuland (Stanford University) et al., Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), doi: 10.1073/pnas.2308811121
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