- Was
- Das unterirdische Geflecht aus feinen Pilzfäden (Hyphen), der eigentliche Pilz
- Größe
- Ein Dunkler Hallimasch in Oregon erstreckt sich über rund 965 Hektar
- Partnerschaft
- Etwa 72 % der Gefäßpflanzen leben mit arbuskulären Mykorrhizapilzen
- Streitpunkt
- Ob Bäume über das Netz gezielt ihren Nachwuchs versorgen, ist nicht belegt
Einfach erklärt
Pilzmyzel (auch Mycel geschrieben) ist das unterirdische Geflecht aus feinen Fäden, den Hyphen. Es ist der eigentliche Pilz. Sichtbar im Wald ist nur der Fruchtkörper, also das Organ, mit dem sich der Pilz fortpflanzt. Das Myzel durchzieht Boden, Laub und Totholz und nimmt dort Wasser und Nährstoffe auf.
Besonders wichtig ist die Mykorrhiza, die Lebensgemeinschaft zwischen Pilzen und Pflanzenwurzeln. Der Pilz liefert Nährstoffe wie Phosphor und Stickstoff, die Pflanze liefert Zucker aus der Photosynthese. Nach Brundrett und Tedersoo (2018) sind 72 % der Gefäßpflanzen arbuskulär mykorrhizal, 2,0 % ektomykorrhizal, 1,5 % ericoid und 10 % orchideenmykorrhizal. Nur 8 % leben ganz ohne Mykorrhiza. Bei der ektomykorrhizalen Form umhüllt der Pilz die Wurzelspitzen von außen, bei der arbuskulären dringt er in Wurzelzellen ein.
Für das Verbundnetz zwischen Bäumen hat sich der Begriff „Wood Wide Web“ eingebürgert. Er ist eingängig, aber verkürzt, denn was das Netz tatsächlich leistet, ist in der Forschung umstritten. Sicher ist: Myzel ist kein passiver Bodenbestandteil, sondern ein aktiver Teil von Nährstoffkreisläufen und Kohlenstoffspeicherung. Damit spielen Böden mit intaktem Pilzleben eine Rolle im Kohlenstoffkreislauf.
Merke
Der Pilz ist das Myzel. Der Fruchtkörper ist nur sein Fortpflanzungsorgan über der Erde, den größten Teil seines Lebens verbringt der Pilz im Boden.
Ausführlich erklärt
Aufbau und Größe des Geflechts
Hyphen sind mikroskopisch dünne Fäden. Sie verzweigen sich und verwachsen zu Netzen. Leake und andere (2004) beschreiben Mykorrhiza-Myzel als die dynamischste und vielfältigste Komponente der Symbiose. Es werde mit bis zu 10 % oder mehr der Photosyntheseprodukte der Wirtspflanzen versorgt, mache häufig 20 bis 30 % der gesamten mikrobiellen Biomasse im Boden aus und bilde Bahnen für Kohlenstoff und Nährstoffe mit Hyphenlängen von oft mehreren Zehnermetern pro Gramm Boden. Standardmessungen der Bodenkunde erfassen es nicht.
Wie groß ein einzelnes Geflecht werden kann, zeigt eine Untersuchung in den Blue Mountains im US-Bundesstaat Oregon. Ferguson und andere (2003) untersuchten rund 16.100 Hektar Mischwald und fanden dort fünf genetisch einheitliche Individuen des Dunklen Hallimaschs (Armillaria ostoyae), mit Flächen von etwa 20, 95, 195, 260 und 965 Hektar. Beim größten lagen die am weitesten entfernten Proben etwa 3.810 Meter auseinander. Je nach angenommener Ausbreitungsgeschwindigkeit schätzten die Forschenden sein Alter auf 1.900 bis 8.650 Jahre. Das ist eine Spanne aus Schätzungen und keine Messung. Dieser Pilz ist zudem ein Krankheitserreger, der Nadelbäume befällt. Myzel ist also nicht von vornherein nützlich, sondern erfüllt je nach Pilzart ganz unterschiedliche Rollen.
Mykorrhiza: ein Tauschgeschäft mit Regeln
Van der Heijden und andere (2015) fassen zusammen: Bis zu 80 % des pflanzlichen Stickstoffs und Phosphors stammen von Mykorrhizapilzen, und etwa 50.000 Pilzarten bilden Mykorrhiza mit etwa 250.000 Pflanzenarten. Der Tausch ist dabei nicht einseitig. Kiers und andere (2011) zeigten bei arbuskulären Mykorrhizapilzen, dass Pflanzen die besten Pilzpartner erkennen und mit mehr Kohlenhydraten belohnen. Die Pilze steigern umgekehrt den Nährstofftransport zu Wurzeln, die mehr Kohlenhydrate liefern. Die Forschenden schließen daraus, dass die Kontrolle in beide Richtungen läuft und die Partnerschaft deshalb stabil bleibt.
Wood Wide Web: was belegt ist und was nicht
Simard und andere (1997) markierten im Freiland mit Isotopen den Kohlenstoff von Papierbirken (Betula papyrifera) und Douglasien (Pseudotsuga menziesii). Sie wiesen einen Kohlenstofftransport in beide Richtungen nach, mit einem Nettogewinn für die Douglasien. Im Durchschnitt entsprach er 6 % der Kohlenstoffaufnahme der Douglasien-Sämlinge durch Photosynthese. Beschattung der Douglasien beeinflusste die Menge. Sämlinge der Riesen-Lebensbaum (Thuja plicata), die keine Ektomykorrhiza hatten, nahmen nur wenig Isotop auf. Das spricht dafür, dass der Weg vor allem direkt über die Hyphen führt.
Aus dieser Studie und späteren Arbeiten entstanden in Medien weitreichende Erzählungen, etwa von „Mutterbäumen“, die Nachwuchs gezielt versorgen. Karst, Jones und Hoeksema (2023) prüften drei verbreitete Behauptungen. Dass gemeinsame Mykorrhiza-Netzwerke in Wäldern weit verbreitet sind und dass über sie übertragene Ressourcen die Entwicklung von Sämlingen verbessern, sei nicht ausreichend belegt, weil die Feldergebnisse zu stark schwanken, Alternativerklärungen zulassen oder zu begrenzt sind. Für die Behauptung, ältere Bäume schickten Ressourcen und Abwehrsignale bevorzugt an ihre Nachkommen, gebe es keine begutachtete, veröffentlichte Evidenz. Zudem hätten sich unbelegte Aussagen in der Fachliteratur über 25 Jahre verdoppelt. Das Wissen sei derzeit zu dünn und ungesichert, um die Forstwirtschaft anzuleiten.
Wood Wide Web
Die Kohlenstoffübertragung zwischen Baumarten über Myzel ist im Feldversuch von 1997 belegt. Dass Bäume über das Netz gezielt Verwandte bevorzugen, ist es laut Karst, Jones und Hoeksema (2023) nicht. Beides gehört zusammen: Das Netz ist real, sein Nutzen für ganze Wälder aber nicht abschließend geklärt.
Kohlenstoff im Boden
Mehr gesichert ist die Rolle des Myzels für den Kohlenstoff. Averill, Turner und Finzi (2014) werteten globale Datensätze aus: Böden in Ökosystemen, in denen Ektomykorrhiza- und Ericoid-Pilze dominieren, enthalten 70 % mehr Kohlenstoff pro Stickstoffeinheit als Böden mit vorherrschender arbuskulärer Mykorrhiza. Der Effekt war unabhängig von Nettoprimärproduktion, Temperatur, Niederschlag und Tongehalt und größer als diese. Die Forschenden erklären das mit dem Wettbewerb um Stickstoff zwischen Pflanzen samt ihren Pilzen und freilebenden Zersetzern.
Hawkins und andere (2023) werteten fast 200 Datensätze aus und schätzen: Pflanzen geben jährlich 3,93 Gt CO₂e an arbuskuläre, 9,07 Gt CO₂e an ektomykorrhizale und 0,12 Gt CO₂e an ericoide Mykorrhizapilze weiter. Zusammen sind das 13,12 Gt CO₂e (Gt steht für Milliarden Tonnen, CO₂e für CO₂-Äquivalente), rund 36 % der aktuellen jährlichen CO₂-Emissionen aus fossilen Brennstoffen. Der Kohlenstoff landet zumindest zeitweise im Myzel. Die Autor:innen betonen, dass ihre Schätzung unsicher ist und mit Vorsicht gelesen werden muss. Die Zahl sagt also nicht, dass so viel Kohlenstoff dauerhaft gebunden bleibt. Wie dauerhaft Kohlenstoffsenken tatsächlich sind, ist eine eigene Frage.
Pilzmyzel und Landwirtschaft
Verbruggen und andere (2010) verglichen 26 Äcker auf Sandboden, je 13 ökologisch und konventionell bewirtschaftete Paare, mit fünf naturnahen Wiesen. Im Mittel fanden sie 8,8 Taxa (unterscheidbare Gruppen) arbuskulärer Mykorrhizapilze auf Wiesen, 6,4 auf ökologischen und 3,9 auf konventionellen Äckern. Je länger ein Acker ökologisch bewirtschaftet wurde, desto mehr Taxa gab es. Die Pilzgemeinschaften ökologischer Äcker ähnelten außerdem eher denen von Wiesen. Die Studie vergleicht Bewirtschaftungsformen und isoliert keine einzelne Ursache, etwa Pestizide oder Bodenbearbeitung. Sie zeigt aber, warum Ökologische Landwirtschaft und Regenerative Landwirtschaft das Bodenleben ausdrücklich mitdenken.
Für die Biodiversität im Boden heißt das: Pilzgemeinschaften reagieren auf die Art der Bewirtschaftung, und Böden sind mehr als passiver Untergrund.
Quellen: Simard et al. (1997), Nature 388, 579-582 / Karst, Jones und Hoeksema (2023), Nature Ecology & Evolution 7, 501-511 / Averill, Turner und Finzi (2014), Nature 505, 543-545 / Hawkins et al. (2023), Current Biology 33, R560-R573 / Brundrett und Tedersoo (2018), New Phytologist 220, 1108-1115 / van der Heijden et al. (2015), New Phytologist 205, 1406-1423 / Kiers et al. (2011), Science 333, 880-882 / Leake et al. (2004), Canadian Journal of Botany 82, 1016-1045 / Ferguson et al. (2003), Canadian Journal of Forest Research 33, 612-623 / Verbruggen et al. (2010), New Phytologist 186, 968-979
