Schmelzende arktische Gletscher: Pilze fördern Kohlenstoffspeicherung in neu entstehenden Böden

BerlinArktische Gletscher schmelzen und geben Land frei, das seit Jahrtausenden von Eis bedeckt war. Dort siedeln sich rasch Mikroben an, die bei der Bodenbildung und Kohlenstoffspeicherung eine Rolle spielen.

Ein Forscherteam der LMU unter der Leitung von Professor William Orsi hat herausgefunden, dass Hefen eine wichtige Rolle bei gletscherbezogenen Prozessen spielen. Sie untersuchten die Gletschervorfelder des Midtre Lovénbreen auf Spitsbergen, einem Gebiet, in dem sich die Gletscher rasch zurückziehen. Die Forschung wurde von mehreren wissenschaftlichen Organisationen finanziert, darunter die DFG, NERC und NSF.

Wichtige Erkenntnisse aus der Forschung:

• Die ersten Mikroorganismen, die neu freigelegten Böden besiedeln, sind Bakterien und Pilze.
• Diese Mikroben bestimmen die Kohlenstoff- und Stickstoffspeicherung junger Böden.
• Pilze, insbesondere Basidiomyceten-Hefen, speichern mehr Kohlenstoff als Bakterien.
• Böden, die näher am Gletscherrand liegen, sind jünger, während weiter entfernte Böden älter und entwickelter sind.

Die Studie nutzte verschiedene wissenschaftliche Methoden. Forscher analysierten die DNA, um die vorhandenen Mikrobenarten zu identifizieren. Sie untersuchten auch den Kohlenstoff- und Stickstoffkreislauf im System. Mithilfe von markierten Aminosäuren konnten sie beobachten, wie Mikroben organischen Kohlenstoff aufnehmen und verwenden.

Das Team entdeckte, dass Pilze zu Beginn zur Stabilisierung des Kohlenstoffs im Boden beitragen. Diese Pilze fügen organischen Kohlenstoff hinzu, was die Bodenbildung fördert. Mit der Zeit, wenn der Boden älter wird, werden Bakterien aktiver und dies führt dazu, dass mehr CO2 aus dem Boden freigesetzt wird.

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Orsi erläutert, dass Mikroben die Mengen an Kohlenstoff und Stickstoff in jungen Böden regulieren. Diese Mikroorganismen helfen uns zu verstehen, wie sich neue Böden entwickeln und wie viel Kohlenstoff sie speichern können.

In den arktischen Regionen gibt es mehr Pilzarten als Pflanzen, was verdeutlicht, dass Pilze eine entscheidende Rolle in diesen Ökosystemen spielen. Eine Studie von Orsi und seinem Studenten Juan Carlos Trejos-Espeleta gemeinsam mit Dr. James Bradley wurde im Fachjournal Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) veröffentlicht.

Bradley entnahm 2013 Eisbohrkerne an der Stelle. Als sein Team 2021 zurückkehrte, bemerkten sie, dass der Gletscher stark geschrumpft war und blanken Boden freigelegt hatte. Untersuchungen des Bodens zeigten dort verschiedene Arten von Mikroben.

Schmelzende Gletscher zeigen deutlich, wie sich Böden im Laufe der Zeit verändern. Der Boden in der Nähe des Gletschers ist frisch, während der Boden weiter entfernt mehr Pflanzen wie Moos, Flechten und Blumen aufweist.

Die Studie hebt die bedeutende Rolle hervor, die Pilze zukünftig bei der Kohlenstoffspeicherung spielen werden. Durch das Schmelzen der arktischen Gletscher wird mehr Land für Mikroben zur Besiedlung verfügbar sein. Das Verständnis dieser Prozesse ist entscheidend, um zu begreifen, wie die arktischen Ökosysteme auf den Klimawandel reagieren werden.