Mykorrhiza: Symbiose zwischen Pflanzen und Pilzen

Mykorrhiza, auch bekannt als Mycorrhiza, ist eine Form der nicht-antagonistischen Interaktion, die sich in der Regel durch Mutualismus zwischen den Wurzeln von Gefäßpflanzen und Pilzen auszeichnet. In dieser Symbiose ziehen beide Seiten Vorteile, die zu ihrem Wachstum, Gesundheit und Widerstandsfähigkeit beitragen.

Vorteile der Mykorrhiza

Pflanzen, die in Symbiose mit mykorrhizalen Pilzen leben, erlangen zahlreiche Vorteile:

• Vergrößerung der assimilierenden Wurzeloberfläche: Myzelien erweitern den Bereich, durch den die Pflanze Wasser und Nährstoffe aus dem Boden aufnehmen kann.
• Bereitstellung von Mineralstoffen und Mikronährstoffen: Pilze erleichtern den Pflanzen den Zugang zu schwer zugänglichen Nährstoffen, einschließlich Phosphor und Stickstoff.
• Produktion von Pflanzenhormonen: Dies trägt zur Stimulierung des Pflanzenwachstums bei.
• Erhöhung der Widerstandsfähigkeit der Pflanzen gegen Stress: Dies umfasst sowohl Umweltstress als auch Resistenz gegen Pathogene.

Arten von Mykorrhiza

Arbuskuläre Mykorrhiza (Endomykorrhiza)

Dies ist der häufigste Typ der Mykorrhiza, bei dem Hyphen direkt in die Wurzelzellen eindringen, was einen noch intensiveren Austausch von Nährstoffen zwischen dem Pilz und der Pflanze ermöglicht. Arbuskuläre Mykorrhiza betrifft etwa 85% der Landpflanzenarten und ist für viele Pilze obligatorisch.

Ektomykorrhiza

Bei der Ektomykorrhiza umgeben Hyphen die Pflanzenwurzeln und bilden eine spezifische Struktur, die als Mantel bekannt ist, welche den Austausch von Materialien zwischen den beiden Organismen erleichtert. Dies betrifft etwa 10% der höheren Pflanzenfamilien.

Erikoid-Mykorrhiza

Spezifisch für die Familie der Heidekrautpflanzen, verbindet sie Merkmale der beiden zuvor genannten Mykorrhiza-Typen. Dies ist ein Beispiel für die Anpassung spezifischer Pflanzenarten an die Symbiose mit Pilzen.

Einfluss von Landwirtschaft und Umwelt

Intensive Anbaumethoden, die Verwendung von künstlichen Düngemitteln und Herbiziden verhindern oft die Entwicklung von Mykorrhiza, da diese Substanzen Pilze negativ beeinflussen können. Mykorrhiza entwickelt sich am besten unter natürlichen Bedingungen, wo ein Phosphormangel im Boden die gegenseitigen Interaktionen zwischen Pilzen und Pflanzen stimuliert.

Bedeutung der Mykorrhiza in der ökologischen Landwirtschaft

Für organische Anbauer ist die Erhaltung gesunder Mykorrhiza im Boden entscheidend. Die richtige Verwendung von organischen Düngemitteln, wie Fledermausguano oder Kompost, kann die Entwicklung von Mykorrhiza unterstützen, die natürliche Bodenfruchtbarkeit und die Gesundheit der Pflanzen erhöhen. Andererseits kann ein zu hoher Phosphorgehalt im Boden die Entwicklung von Mykorrhiza hemmen.

Kommunikation zwischen Pflanzen und Pilzen

Calciumkanal - Das Herz der Kommunikation

Neueste Forschungen betonen, wie wichtig der Calciumkanal in der Kommunikation zwischen Pflanzen und Pilzen ist. Diese Signalleitung ermöglicht nicht nur den Austausch von Nährstoffen, sondern auch von Stresssignalen und Informationen über den Gesundheitszustand beider Organismen. Dadurch können sich Pflanzen besser an wechselnde Umweltbedingungen anpassen, während Pilze ihre symbiotischen Partner effektiver unterstützen.

Strigolaktone - Schlüssel zur Kooperation

Eines der wichtigsten Elemente in dieser Kommunikation sind Strigolaktone - Verbindungen, die von Pflanzenwurzeln ausgeschieden werden und mykorrhizale Pilze anziehen sowie deren Wachstum stimulieren. Dadurch können Pflanzen, selbst unter Bedingungen begrenzter Verfügbarkeit von Nährstoffen, geeignete Pilze anlocken und eine für beide Seiten vorteilhafte Symbiose initiieren.

Bedeutung der Mykorrhiza in Ökosystemen

Mykorrhiza spielt nicht nur in der Landwirtschaft, sondern auch in natürlichen Ökosystemen eine Schlüsselrolle, indem sie die Gesundheit der Pflanzen unterstützt und die Bodenregeneration fördert. Durch ihre Fähigkeit, die Bodenstruktur zu verbessern und dessen Fruchtbarkeit zu erhöhen, trägt Mykorrhiza zur Steigerung der Biodiversität und Stabilität von Ökosystemen bei.

Herausforderungen und Perspektiven

Trotz vieler Vorteile stellt das Aufrechterhalten gesunder Mykorrhiza in modernen landwirtschaftlichen Systemen eine Herausforderung dar. Übermäßige Chemikalieneinsatz, Monokulturen und die Intensivierung der landwirtschaftlichen Produktion haben negative Auswirkungen auf die Symbiose zwischen Pflanzen und Pilzen. Deshalb ist es wichtig, landwirtschaftliche Praktiken zu fördern, die die Entwicklung von Mykorrhiza unterstützen, wie:

• Reduzierung des Einsatzes von chemischen Düngemitteln und Pestiziden: Der Übergang zu biologischen Anbaumethoden, die weniger invasiv für natürliche Symbiosen sind.
• Vielfalt der Kulturen: Praktiken wie Fruchtwechsel und Agroforstwirtschaft können die Gesundheit des Bodens und seines Mikrobioms unterstützen.
• Zugabe von Mykorrhiza-Impfstoffen: Die Verwendung kommerzieller Präparate, die Sporen von Mykorrhizapilzen enthalten, kann den Mykorrhizierungsprozess unterstützen, insbesondere auf degradierten Flächen.

Zusammenfassung

Mykorrhiza ist ein faszinierendes Beispiel für Symbiose, das sowohl für Pflanzen als auch für Pilze zahlreiche Vorteile bietet. Sie unterstützt die Gesundheit der Pflanzen, erhöht deren Widerstandsfähigkeit gegen Umweltstress und verbessert die Bodenfruchtbarkeit. Angesichts der Herausforderungen durch intensive Landwirtschaft und Klimawandel ist das Verständnis und die Förderung von Mykorrhiza entscheidend für die Zukunft der nachhaltigen Landwirtschaft und den Schutz von Ökosystemen.