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Anpassung an den Klimawandel

Pilze geben Rückschlüsse auf den Klimawandel

| Autor / Redakteur: Catarina Pietschmann* / Marc Platthaus

In experimentellen Ansätzen können im Gewächshaus Effekte von Bodenpilzen und anderen Umweltfaktoren auf Pflanzen-Lebensgemeinschaften untersucht werden.
In experimentellen Ansätzen können im Gewächshaus Effekte von Bodenpilzen und anderen Umweltfaktoren auf Pflanzen-Lebensgemeinschaften untersucht werden. (Bild: Matthias Rillig)

Veränderungen des Klimas sind extrem langsam ablaufende Prozesse. Dies macht es Forschern schwierig, deren Auswirkungen auf Pflanzen und Lebewesen zu untersuchen. Lesen Sie, wie Wissenschaftler der Freien Universität Berlin Pilze nutzen, um den Klimawandel besser zu verstehen.

Berlin – Der Klimawandel ist in vollem Gange, doch wie reagieren Flora und Fauna darauf? Gibt es nur Verlierer oder auch Profiteure? Und wie gelingt es bestimmten Arten sich anzupassen? In Laborexperimenten versuchen Biologen weltweit, das herauszufinden. Doch wie realistisch sind diese Experimente?

„Um künftige Umweltbedingungen zu simulieren, werden die Parameter im Labor meist sprunghaft und sehr schnell verändert. Doch die globale Erwärmung, die Erhöhung der Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre, vermehrter Stickstoffeintrag und die Versauerung der Ozeane, all das geschieht sehr, sehr langsam“, betont Matthias Rillig, Professor für Pflanzenökologie an der Freien Universität Berlin.

Das LABORPRAXIS-Klimadossier In unserem Dossier „Klimaforschung“ finden Sie weitere aktuelle Forschungsprojekte und -ergebnisse rund um das Klima.

Kann sich die Natur an Umweltfaktoren anpassen?

Ihn interessiert, was passiert, wenn sich Umweltfaktoren graduell und fließend verändern. Rillig will wissen: Ist die Natur in der Lage, sich langsamen Veränderungsprozessen anzupassen. Und wenn ja: wie? Durch Mikroevolution oder andere Mechanismen? Der Europäische Forschungsrat (ERC) bewilligte Rillig kürzlich 2,4 Millionen Euro, um Antworten auf diese Fragen zu finden.

An Pflanzen, die vergleichsweise lange Generationszeiten haben, lassen sich umweltbedingte evolutionäre Prozesse schwer ablesen. „Es würde vielleicht 50 Jahre dauern, wenn wir beobachten wollten, was bei einer einjährigen Art passiert, wenn sich der CO2-Gehalt der Luft einigermaßen realistisch langsam erhöht. Von Bäumen gar nicht zu sprechen!“, sagt Rillig.

Bei sporenbildenden Bodenpilzen, die Rilligs Spezialgebiet sind, entsteht jedoch binnen Stunden oder weniger Tage die nächste Generation. An ihnen lassen sich die Auswirkungen von Umweltveränderungen über viele Generationen hinweg quasi im Zeitraffer untersuchen. „Es ist die Art von Pilzen, die gelegentlich im Kühlschrank wachsen, wenn etwas zu lange drin liegt“, sagt Rillig schmunzelnd. 30 Isolate verschiedener Gruppen von solchen „Housekeeping-Pilzen“, die totes organisches Material abbauen, hat sein Team aus Böden in der Nähe Berlins entnommen.

Schnellwachsende Pilze als Indikatoren

Rilligs „Labormäuse“ sind mikroskopisch klein und erst als Kolonie in der Petrischale wirklich erkennbar. Unter ihnen sind pelzige Köpfchenschimmelpilze (Mucor), filigrane Schlauchpilze der Gattung Fusarium und weitere Ascomyceten. Einzeln, in friedlicher „Kommune“ aber auch als konkurrierende Nachbarn werden sie mit Nährmedien jeweils in sterilen Gefäßen mit separater Temperatursteuerung verschlossen. Manche gehen samt heimatlichem Boden ins experimentelle Rennen – so können die Forscher auch gleich die Veränderungen am typischen Mikrokosmos jeder Art beobachten.

Anschließend sollen die Lebensbedingungen der Pilze über viele Monate ganz allmählich verändert werden. Zu jedem Experiment wird es einen Kontrollversuch geben, bei dem alles unverändert bleibt. „Unser Hauptaugenmerk liegt auf der Erwärmung, aber wir werden auch den Einfluss von Toxinen und die Veränderung lebensnotwendiger Ressourcen untersuchen“, erläutert Matthias Rillig. Die Entwicklung der Versuchsaufbauten ist Teil und erste Phase des Projekts, denn so aufwändige und langandauernde Experimente mit Pilzen wurden bisher noch nicht durchgeführt.

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