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Orchideen und Pilze

Bericht von Thomas Ulrich

Auf einer AGEO-Exkursion wunderte ich mich, warum gerade an dieser Stelle die Orchideen wachsen und nicht auf einem nahegelegenen vergleichbaren Stück Halbtrockenrasen. Da kam spontan von einem altgedienten AGEO Mitglied der einfache Kommentar: "Da kommt der Pilz nicht vor, den die Orchideen brauchen."
Aha? Irgendwie nicht so ganz zufrieden, hab ich die Antwort zur Kenntnis genommen - etwas verwundert, habe ich doch Pilze immer mit Feuchtigkeit in Verbindung gebracht.
 
So schlummerte dieser Satz in meinem Kopf und kam hie und da wieder zum Vorschein, z. B. beim Studium des Buches "Die Orchideen Deutschlands"[1], dort findet man den Kommentar:
".... In den Samen der Orchideen befindet sich kein Endosperm, die Nährsubstanz muss in anderer Weise bereitgestellt werden. Hierdurch unterscheidet sich die Familie der Orchideen von allen anderen Pflanzenfamilien." [Zitat Seite 142]
 
Und dann der Artikel in Bild der Wissenschaft "Strippenzieher der Unterwelt".[2] Hier wird auf wenigen Seiten über die "Unterwelt" in unseren Böden berichtet. Pilze ohne oberirdischen Fruchtkörper (ca. 200 Pilzarten der Gattung Glomales) leben mit über 200 000 Pflanzenarten (Moose, Farne, Grässer, krautige Blütenpflanzen, aber auch Bäumen) in einem so genannten arbuskulären Mykorrhiza System zusammen (vor 500 Millionen Jahren entwickelt). Eine weit verbreitete Partnerschaft zum gegenseitigen Nutzen. Die Pilzfäden dringen in die Pflanzenwurzeln ein, ohne diese zu beschädigen, um den Nährstoffaustausch zu intensivieren.
 
Eine weitere Form der Lebensgemeinschaft Pilz/Pflanze ist die seltenere Form der Ektomykorrhiza. Vertreter dieser Pilzart sind den Feinschmeckern wohl bekannt - Steinpilz, Pfifferling, Marone und Trüffel. Die Pilzfäden umschliessen fast ausschliesslich die Wurzelspitzen der Baumarten der gemässigten Zone. Die Pilze versorgen die Pflanzen nicht nur mit Phosphat, sondern auch mit verschiedenen Stickstoffverbindungen, die sie aktiv aus organischem Material im Boden freisetzen.
 
Die Arten der Ektomykorrhiza entwickelten sich vor ca. 130 Millionen Jahren, als die Nadelbäume die Welt eroberten und deren Streu nicht von den bis anhin vorhandenen arbuskulären Mykorrhiza verwertet werden konnten.
 
Die erste wissenschaftliche Arbeit über die Wechselwirkung Pilz/Pflanze erschien bereits 1885[3], um eine mögliche Zucht von Trüffeln zu erforschen. In den nunmehr 120 Jahren Forschung konnte gezeigt werden, dass mehr als 80% der Landpflanzen in einer Lebensgemeinschaft mit Pilzen stehen.
 
Somit ist die Lebensgemeinschaft Pilz/Pflanze keine aussergewöhnliche Eigenschaft speziell der Orchideen (wie oben erwähnt), sondern ein weit verbreitetes Prinzip. Aber wie sieht es nun bei den Orchideen aus?


Eine erste Internet-Recherche

Mit dem Suchbegriffen "orchid mycorrhiza" und Google wurde ich bald fündig. Etliche Seiten rund um den Weltball beschäftigen sich mit dem (land)wirtschaftlichen Nutzen der Pilz/Pflanze-Lebensgemeinschaft (Mykorrhiza). Eine ausgewählte Hompage auf Deutsch[4], die des Leibniz-Institutes für Pflanzenbiochemie in Halle, hat es in sich. Dort gibt es einen allgemeinverständlichen Kurs zum Blättern und Staunen und ist jedem zu empfehlen.
 
Vorteile für den Partner "Pilz"[5]: Der Pilz innerhalb der Mykorrhiza-Gemeinschaft erhält in der Regel Zucker von den Pflanzen. In manchen Fällen schützt die Pflanze sogar vor anderen konkurrenzierenden Pilzen.
 
Vorteile für den Partner "Pflanze": Pilze liefern den Pflanzen hingegen wichtige Mineralien wie Phosphor und Stickstoff vor allem aus vermoderndem Pflanzenmaterial, in dem sie durch Enzyme z. B. Cellulose abbauen und dadurch Nährstoffe für die Pflanzen freisetzen.
 
Auch Pilze schützen die Pflanzen z. B. vor Schadstoffen wie Schwermetallen, aber auch vor anderen Pilzen, Bakterien oder Nematoden. Da die Pilze spezialisiert sind, ist ihre Vielfalt wichtig für einen ausgewogenen Boden.
 
Neben der "Partnerschaft" gibt es auch den Fall, dass z. B. eine Orchidee einen anderen Organismus (Pflanze) über den Mykorrhizapilz ausbeutet, d. h. sie entzieht einer Wirtspflanze Nährstoffe (Epiparasitismus). Es gibt auch die saprophytisch-parasitäre Lebensweise, hier benutzt die Orchidee den Mykorrhizapilz, um ihre Nährstoffe gänzlich aus toter organischer Materie zu beziehen (z. B. chlorophylllose Orchideen).
 
Orchideensamen sind extrem klein und ohne Endosperm (Nährgewebe), d. h. die Keimlinge können sich nur zu einem wenig-zelligem Gebilde entwickeln. Für das weitere Wachstum braucht der Orchideenkeimling die Mykorrhizapilze, um an die notwendigen Nährstoffe zu kommen. Wenn die Orchidee selbst einmal zur Photosynthese befähigt ist, kann sie mehr und mehr unabhängig vom Pilz werden. Dieser wird für die reife Pflanze u. U. überflüssig, jedoch nicht für ihre Nachkommen.
 
Manchmal gewinnt der Mykorrhizapilz die Oberhand und der Pflanzenkeimling verkümmert. Dies ist unter anderem der Grund, dass nur eine geringe Anzahl der Orchideensamen erfolgreich keimen. Wie schützt sich die Orchidee davor? Sie produziert in Gegenwart des Pilzes einen Antagonisten - ein Fungizid namens Orchinol.
 
Mykorrhizapilze bevorzugen schwach saure Böden (optimal pH 4 bis pH 5), bei pH7 und höher (d.h. basischer) werden Mykorrhiza-pilze rar bzw. sind nur rudimentär entwickelt. Das Waldsterben könnte somit als Folgeerscheinung der Schädigung der Mykorrhizapilze angesehen werden (Übersäuerung des Bodens).[6]
 
Die Buchenwälder auf Kalkboden sind angeblich arm an Mykorrhizapilzen - was mich persönlich nun, in Anbetracht der Orchideenvielfalt im Jura, wundert. Vielleicht sind es die wenigen Mykorrhizapilze, die äusserst spezialisiert sind. So kann das kriechende Netzblatt nur in Gegenwart eines der beiden Mykorrhizapilze Rhizoctonia goodyera-repentis oder R. lanuginosa keimen. Wie die ausgewachsenen Pflanzen vom Pilz abhängen, ist hingegen bisher noch unbekannt.
 
Auf jeden Fall braucht dieses Thema eine weitere vertiefende Internet-Recherche, welcher Pilz mit welcher Orchidee in welcher Lebensgemeinschaft? - Eine Fortsetzung ist sicher.


Literaturangaben

[1]    Arbeitskreise Heimischer Orchideen (Hrsg.)
"Die Orchideen Deutschlands", Uhlstädt-Kirchhasel, 2005
[2] Klaus Wilhelm, Bild der Wissenschaft 12 (2005) 28-33
[3] B. Frank "Über die auf Wurzelsymbiose beruhende Ernährung gewisser Bäume durch unterirdische Pilze"
Berichte der deutschen botanischen Gesellschaft, Band III, 128 - 145 (1885)
[4] http://www.ibp-halle.de/myk/
[5] http://www.treesforlife.org.uk/tfl.ecological.html
[6] http://www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/e33/

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Aktualisiert 02. 03. 2009

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