Enge Kooperation im modernden Holz entdeckt

Auf die Spur einer überraschend engen Kooperation zwischen Bakterien und Pilzen ist ein Forschungsteam mit Tiroler Beteiligung im Rahmen eines groß angelegten Projekts im italienischen Trentino gekommen.

Beim Abbau von Totholz versorgen die Bakterien die Pilze mit rarem Stickstoff und naschen dafür beim von den Pilzen erzeugten Zucker mit. „Im Waldboden ist sehr viel Kohlenstoff gespeichert“, erklärte Heribert Insam vom Institut für Mikrobiologie der Universität Innsbruck der APA.

Viel Kohlenstoff im Waldboden eingelagert

Je nach Art des Waldes kann in den oberen Schichten des Bodens bis zu 50 Prozent organisches Material, etwa in Form von Humus liegen, der wiederum ungefähr zur Hälfte aus Kohlenstoff besteht. Beispielsweise in Tundrawäldern kann dieser Kohlenstoffspeicher mitunter mehr als zwei Meter tief reichen. „Da kann sogar relativ mehr Biomasse oder Kohlenstoff unterirdisch als oberirdisch gespeichert sein“, sagte Insam. In trockenen oder heißeren Gebieten oder solchen mit sandigen Böden ist die Speicherkapazität entsprechend reduziert.

Große Fülle an Mikroorganismen im Totholz

Im Rahmen des Projekts „Klimagesteuerte Abbaudynamik von Totholz auf alpinen Böden“ ging ein internationales Forschungsteam im Val di Rabbi der Frage nach, wie die Speicherung in Wäldern in unseren Breiten vonstattengeht. Als Forschungsobjekte fungierten zehn Flächen zwischen 1.200 und 2.400 Metern Seehöhe auf Nord- und Südhängen. Die Wissenschafter interessierten sich vor allem für die Vorgänge im abgestorbenen Holz, das im Wald langsam vermodert. „Die Fülle an Mikroorganismen im Totholz war überraschend“, sagte die Mikrobiologin Judith Ascher-Jenull in einer Aussendung des Wissenschaftsfonds FWF, der das Projekt unterstützt hat.

Es zeigte sich, dass beim Abbau des Holzes urtümliche Kleinstlebewesen (Archaeen), Bakterien und Pilze in einem komplexen System zusammenarbeiten und wie wichtig die Bakterien für die in der Natur so zentrale Tätigkeit der Pilze sind. Letztere benötigen für den Abbau Stickstoff, der im Totholz eher Mangelware ist, wie Insam erklärte. Den drohenden Engpass gleichen aber stickstofffixierende Bakterien aus, indem sie den Pilzen als Stickstoff-Lieferanten zuarbeiten.

Man habe zwar schon gewusst, dass solche Bakterien dort vorkommen, „es gibt aber keine Studien, die das in dieser Intensität belegen“, sagte Insam. Wie so oft in der Natur beruht diese Beziehung aber auf Geben und Nehmen: Die Pilze wiederum spendieren ihren Lieferanten nämlich Zucker, in den sie die Zellulose - den Hauptbestandteil des Holzes - umwandeln.

Feuchtigkeit wichtiger als Wärme

Für das große Forschungsteam, das das Projekt von 2012 bis 2016 vorangetrieben hat, war auch die Erkenntnis überraschend, dass der Abbau an Nordhängen schneller vor sich geht als an Südhängen. Es scheint, als ob Feuchtigkeit den Prozess stärker antreibt als es höhere Temperaturen tun.

Angesichts des Klimawandels stellt sich für die Wissenschaftern nun die Frage, wie das sich ändernde Klima den Abbau beeinflusst. Ob sich der Prozess durch die tendenziell wärmeren Temperaturen großflächig verlangsamt, könne man jedoch noch nicht sagen, da die Erkenntnisse vorerst nur für die Wälder südlich der Alpen gelten, schränkte Insam ein. Es brauche noch zahlreiche Studien unter anderen Bedingungen und in anderen Regionen, um globalere Aussagen über den Einfluss des Klimaerwärmung treffen zu können.

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• Projekt Decalp