Wissenschaftsbild des Monats

Bakterien auf der Pilz-Autobahn

Bakterien im Boden nutzen die weitverzweigten fädigen Strukturen von Pilzen, um sich auf ihnen fortzubewegen und zu neuen Nahrungsquellen zu gelangen. Die ausgefeilte Infrastruktur unter der Erdoberfläche, kann für den Abbau von Bodenschadstoffen äußerst vorteilhaft sein.

Das aktuelle Wissenschaftsbild des Monats zeigt nicht etwa ein Werk des abstrakten Expressionismus, sondern eine mikroskopische Aufnahme von Bakterien (Grün), die sich entlang eines Geflechts fadenförmiger Pilz-Zellen, sogenannter Hyphen (Weiß), unter der Erde ausgebreitet haben. Diese Bakterien entstehen beim Kontakt von anderen Bakterien, die in unterschiedlichen Richtungen auf den Hyphen unterwegs sind (Rot und Schwarz).

Die Hyphen bieten den Bakterien ideale Möglichkeiten, sich im Boden fortzubewegen. Für gewöhnlich ist der Boden für die Mikroben ein ziemlich unwegsames Gelände. Trockene Bereiche und Luftporen stellen unüberwindbare Hindernisse dar. Um sich fortzubewegen, benötigen Bakterien Flüssigkeit, in der sie schwimmen können. Die umgebende Schleimschicht der Pilz-Hyphen ist für die Bakterien schon ausreichend und sie können sich darin sogar schneller und zielgerichteter fortbewege, als  in Bodenwasser.

Pilznetzwerke bieten außerdem eine hervorragende Infrastruktur: Durch ein Gramm Waldboden können sich mehrere Hundert Meter Pilz-Hyphen schlängeln. Die Hyphen sind für die Bakterien damit wie eine Autobahn, auf der sie schnell und ohne Umwege zu ihren Nahrungsquellen gelangen können.

 Da auf dieser “Pilzautobahn“ oft reger Verkehr herrscht, kommen die Bakterien auch in engen Kontakt miteinander und tauschen dabei Genmaterial aus. Im Prinzip ist das so ähnlich wie die Übertragung von Erkältungskeimen in dichtbesetzten öffentlichen Verkehrsmitteln. Doch anders als bei einem Schnupfen sind die neu erhaltenen Gene für die Bodenbakterien in der Regel ein Gewinn. Je nachdem welche Gene sie durch den Genaustausch erhalten, können sie sich an neue Umweltbedingungen anpassen oder Nahrungsquellen erschließen, die bislang für sie nicht nutzbar waren. Das können beispielsweise auch die in Erdöl und Benzin vorhandenen Schadstoffe Toluol oder Benzol sein, die für Bakterien mit der passenden genetischen Ausstattung nicht schädlich, sondern im Gegenteil besonders schmackhaft sind. Für den Abbau von Bodenschadstoffen kann die Weitergabe dieser Fähigkeit an weitere Bakteriengruppen von großem Vorteil sein.

Pilze spielen im hochkomplexen Lebensraum Boden also eine wesentliche Rolle: Sie unterstützen nicht nur die Verbreitung von Bakterien, sondern auch deren genetische Anpassung und Vielfalt - und somit letztlich auch deren Evolution.

Weitere Informationen:

Gentransfer auf der Pilzautobahn (Pressemitteilung/Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ))

Bacteria on the 'Fungal Highway' (Youtube-Video)

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    • Franziska Roeder
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