Pilze dominieren die Arktis: Gletscherschwund enthüllt neue Wege der Kohlenstoffspeicherung im Boden

BerlinArktische Gletscher schmelzen und enthüllen neue Gebiete, die schnell von winzigen Organismen besiedelt werden. Dr. James Bradley von der Queen Mary University of London und sein Team fanden heraus, dass Hefen bei der Entstehung neuer Böden in der Arktis eine Rolle spielen. Trotz der Tatsache, dass 10% der Erdoberfläche mit Gletschereis bedeckt sind, führt die globale Erwärmung zu einem schnellen Rückgang der Gletscher. Dadurch wird Land freigelegt, das seit Tausenden von Jahren unter Eis verborgen war. Beim Schmelzen der Gletscher ziehen Mikroben wie Bakterien und Pilze in die freigelegten Bereiche, sammeln Nährstoffe und bilden Böden. Dies ist wichtig für die Kohlenstoffspeicherung in den Böden, was sowohl wissenschaftlich als auch gesellschaftlich von Bedeutung ist.

Dr. Bradleys Team reiste nach Svalbard, einer Inselgruppe weit nördlich des Polarkreises. In dieser Region erwärmt sich das Klima siebenmal schneller als im globalen Durchschnitt, wodurch die Gletscher rasch schmelzen. Die neu freigelegten Gebiete haben nährstoffarme Böden, sind äußerst kalt und erhalten im Winter kein Sonnenlicht. Mikroorganismen sind die ersten, die unter diesen extremen Bedingungen Leben finden. Diese Mikroben spielen eine entscheidende Rolle dabei, wie viel Kohlenstoff und Stickstoff im neuen Boden gespeichert werden kann. Bradleys Team wollte erforschen, wie diese Mikroben zur Bodenbildung beitragen, während die Gletscher zurückgehen.

Das Forscherteam untersuchte den Bereich vor dem zurückgehenden Gletscher Midtre Lovénbreen in Spitsbergen. Dr. Bradley, der das Gebiet erstmals 2013 besuchte, stellte bis 2021 erhebliche Veränderungen fest. Das Eis hatte sich in kahlen Boden verwandelt. Tests zeigten, dass verschiedene Mikroben im neuen Boden lebten. Der Bereich zwischen dem Rand des Gletschers und älterem Boden bietet eine gute Gelegenheit zu beobachten, wie neues Land allmählich von Leben besiedelt wird. Diese Ökosysteme sind fragil, werden aber trotz der harschen Bedingungen schnell von speziellen Mikroben bevölkert.

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Die Forscher untersuchten die DNA und analysierten die Bewegung und Veränderung von Kohlenstoff und Stickstoff. Sie verwendeten speziell markierte Aminosäuren, um nachzuvollziehen, wie Mikroben organischen Kohlenstoff aufnehmen und nutzen. Hier sind einige wichtige Erkenntnisse:

• Pilze speichern Kohlenstoff im Boden effektiver als Bakterien.
• Das Verhältnis von Pilzen zu Bakterien ist entscheidend für die Kohlenstoffspeicherung im Boden.
• Mehr Pilze bedeuten mehr Kohlenstoff im Boden, während mehr Bakterien zu höheren CO2-Emissionen führen.
• Bestimmte Basidiomycetenhefen spielen eine Schlüsselrolle bei der frühen Kohlenstoffstabilisierung.

Pilze sind die ersten, die in postglazialen Böden wachsen und sie mit organischem Kohlenstoff anreichern. Sie gedeihen in den schwierigen arktischen Umgebungen, bevor andere Lebensformen folgen, und legen den Grundstein für die Nutzung von organischem Kohlenstoff durch andere Organismen. Mit zunehmendem Alter des Bodens übernehmen Bakterien die Nutzung von Aminosäuren. Dies führt zu einer Abnahme der Biomasse und zu erhöhten CO2-Emissionen.

Wissenschaftler aus Deutschland, den USA und der Schweiz führten eine Studie durch, die in den Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht wurde. Die Untersuchung wurde vom UK Natural Environment Research Council, der US National Science Foundation und der Deutschen Forschungsgemeinschaft finanziert.