Pilzgespinst im Wurzelwerk

21. Dezember 2011

Text: Catarina Pietschmann

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Enge Beziehung: In Golm bei Potsdam untersucht Franziska Krajinski die Symbiose zwischen dem Schneckenklee Medicago truncatula und dem Pilz Glomus intraradices. [weniger]

© Max-Planck-Institut für molekulare Pflanzenphysiologie

Er liegt ihr zu Füßen, umgarnt sie pausenlos. Denn ohne sie kann er nicht sein. Sie umgekehrt schon – doch schätzt sie seine Nähe außerordentlich. Denn er gibt ihr Kraft, lässt sie stärker und schöner werden als jene, die keinen so fürsorglichen Partner haben. Und dafür belohnt sie ihn mit Süßem. Eine wahrhaft symbiotische Verbindung – bis dass der Tod sie scheidet.

Nein, hier geht es nicht um die perfekte Ehe. Sondern um die uralte Geschichte der innigen, unterirdischen Beziehung zwischen Pflanzen und Mykorrhiza-Pilzen. Sie begann vor 400 Millionen Jahren, als die ersten Pflanzen an Land gingen. Ursprünglich hatten wohl alle Gewächse solche Ernährer im Wurzelbereich. Die Pilze bieten ihnen Stickstoff, Phosphor und andere Nährstoffe aus dem Boden an. Im Gegenzug bekommen sie Zucker, den die Pflanzen mittels Fotosynthese erzeugen. Der Kohlenstoff darin ist das Lebenselixier der Pilze, die Basis ihrer Existenz. Eine perfekte Balance aus Geben und Nehmen.

Selbst ambitionierte Hobbygärtner machen sich wenig Gedanken darüber, wie Pflanzen an ihre Nährstoffe kommen. Sie gießen regelmäßig und düngen hin und wieder. „Der Bereich ein bis zwei Millimeter neben den Wurzeln verarmt schnell an Phosphat. Denn es strömt nicht durch den Boden nach“, erklärt Franziska Krajinski vom Max-Planck-Institut für molekulare Pflanzenphysiologie. „Da ist die Pflanze auf Hilfe angewiesen.“ Zum Beispiel auf die der Pilze.

In Golm bei Potsdam untersucht die Biologin dieses Zusammenspiel an dem mit der Luzerne verwandten Schneckenklee Medicago truncatula und dem Pilz Glomus intraradices. Denn obwohl es den Tauschhandel schon seit Urzeiten gibt, weiß bis heute niemand genau, wie er auf molekularer Ebene funktioniert. Wie kommunizieren Wirt und Symbiont? Wie findet der Stoffaustausch ganz konkret statt? Dass manche Pflanzen, darunter alle kohlartigen Gewächse, auf Versorgungsgemeinschaften mit Pilzen verzichten, macht es nicht einfacher. Auch der Biologen liebste Modellpflanze, die Ackerschmalwand Arabidopsis, gehört zu den wenigen Pflanzen die keine Symbiose mit Pilzen eingehen. „Die Mykorrhiza-Symbiose war deshalb lange ein Stiefkind der Forschung“, erklärt Krajinski.