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Symbiose zwischen Pilzen und Bäumen

Die Symbiose zwischen Pilzen und Bäumen wurde bisher als ideale Kooperation angesehen. Doch auch dabei gibt es individuelles Gewinnstreben.

Nach Charles Darwin war das biologische Denken lange Zeit davon beherrscht, dass in der Natur ein harter Wettbewerb ums Überleben stattfindet. Seit zehn, 15 Jahren wird dieses Paradigma abgelöst vom Gedanken, dass es in der Natur ebenso Kooperation gibt und dass diese vielfach die Überlebenschancen von Organismen deutlich steigert.

Kooperative Phänomene sind in der Natur seit Langem bekannt. Ein gutes Beispiel dafür ist die „Mykorrhiza“ zwischen Bäumen und Pilzen: Die Pilzfäden umhüllen dabei die Wurzeln, es gibt einen Austausch von lebenswichtigen Substanzen. Die Pilze holen sehr effizient Nährstoffe wie Stickstoff oder Phosphor aus dem Boden und leiten diese an die Pflanzen weiter, die dadurch üppiger gedeihen können; im Gegenzug werden die Pilze von den Bäumen mit Kohlenhydraten versorgt. Diese Art einer „idealen“ Kooperation nennt man Symbiose.

Allerdings kamen in jüngster Zeit Zweifel auf, ob wirklich alles zum beiderseitigen Nutzen geschieht – oder ob nicht vielleicht die Vorteile ungleich verteilt sein könnten und einer der Partner eher als Parasit gesehen werden muss.

Dieser Zweifel wird bestätigt durch ein Phänomen, auf das schwedische Forscher gestoßen sind: Wenn in einem Waldboden ausreichend Stickstoff vorhanden war, dann funktionierte die Kooperation zwischen Pilzen und Bäumen klaglos; wenn aber Stickstoff knapp war, dann passierte etwas Paradoxes: Die Pilze nahmen den Stickstoff zwar auf, gaben ihn aber nicht zur Gänze an die Bäume weiter, sondern horteten ihn: Sie machten ihn noch knapper.

Gemeinsam mit Forschern am Institut für angewandte Systemanalyse (IIASA) in Laxenburg wurde versucht, dieses Phänomen durch ein Computermodell zu erklären (New Phytologist, 14.5.). Das Ergebnis: Wenn Bäume merken, dass Stickstoff knapp ist, dann umwerben sie die Pilze im Boden durch üppige Nährstoffangebote, damit diese mit ihnen eine Mykorrhiza bilden. Die Pilze können daher relativ selbstsüchtig sein: Sie lukrieren mit einem Minimum an Aufwand möglichst große Vorteile, sie handeln also anders, als man es von einem „guten“ Symbionten erwarten würde. Ein einzelner Baum hat zwar dennoch einen Vorteil, in Summe gesehen schädigen sie aber ihren eigenen Standort.

Man lernt daraus: Auch bei Kooperationen ist immer auch ein Streben nach Eigennutz beteiligt. Kooperation und Konkurrenz schließen sich also nicht aus, im Kampf ums Überleben ist offenbar beides notwendig.

Der Autor leitete das Forschungsressort der „Presse“ und ist Chefredakteur des „Universum Magazins“.

martin.kugler@diepresse.com

diepresse.com/wortderwoche

("Die Presse", Print-Ausgabe, 25.05.2014)