Neue arktische Landschaften: Wie winzige Pilze den Kohlenstoffspeicher im Boden nach der Gletscherschmelze erhöhen

BerlinGletscher in der Arktis schmelzen rasant und geben Landmassen frei, die seit Jahrtausenden unter Eis verborgen waren. Dr. James Bradley und sein Team von der Queen Mary University of London fanden heraus, dass winzige Pilze dabei helfen, in diesen neu freigelegten Gebieten neue Böden zu bilden.

Das Team reiste nach Svalbard, einer Region zwischen dem Nordpol und Norwegen, um diesen Vorgang zu untersuchen. Dieses Gebiet erwärmt sich viel schneller als der Rest der Welt.

Wichtige Erkenntnisse aus der Studie:

• Mikroskopisch kleine Organismen wie Bakterien und Pilze sind die ersten, die das neu freigelegte Gelände besiedeln.
• Diese Mikroben bestimmen, wie viel Kohlenstoff und Stickstoff im Boden gespeichert werden kann.
• Der Boden in der Nähe des Gletscherrands ist am jüngsten, während der Boden weiter entfernt älter ist.

Im Jahr 2013 erforschte Dr. Bradley den Midtre Lovénbreen-Gletscher. Als er 2021 zurückkehrte, stellte er fest, dass der Gletscher stark geschmolzen war. Anstelle von Eis fand er trockenen Boden vor, der leer wirkte. Labortests enthüllten jedoch, dass dort eine Vielzahl unterschiedlicher Mikroben lebte.

Das Forscherteam untersuchte, wie Mikroben zur Entstehung von Boden beitragen. Sie entdeckten, dass Pilze generell besser Kohlenstoff im Boden speichern als Bakterien. Das Verhältnis von Pilzen zu Bakterien ist entscheidend: Mehr Pilze führen zu einer höheren Kohlenstoffspeicherung im Boden, während eine größere Anzahl an Bakterien zu höheren CO2-Emissionen führt.

Die Studie fand heraus, dass bestimmte Hefen aus der Gruppe der Basidiomyceten eine wichtige Rolle bei der Stabilisierung von Kohlenstoff in frühen Stadien spielen. Diese Hefen sind die ersten Pilze, die in jungen Böden nach dem Schmelzen von Gletschern erscheinen. Sie tragen zur Bildung von organischem Kohlenstoff bei, den andere Lebewesen später nutzen können.

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Das Team nutzte mit Isotopen markierte Aminosäuren, um zu verfolgen, wie Mikroben organischen Kohlenstoff aufnehmen und verarbeiten. Dabei entdeckten sie, dass Pilze eine entscheidende Rolle bei der Speicherung von Kohlenstoff in Arktisböden spielen, während die Gletscher weiter schmelzen.

Dr. Bradley und sein Team untersuchten diese Böden unter extremen Bedingungen. Der Boden ist felsig und uneben. Monatelang liegen die Temperaturen unter dem Gefrierpunkt, und im Winter gibt es keinerlei Sonnenlicht. Die Wissenschaftler arbeiteten wochenlang in der Gegend nahe des Gletschers, umgeben von rissigem Eis, Zwergwalen, Robben, Polarfüchsen, Rentieren und Eisbären.

In älteren Böden nehmen Bakterien mehr Aminosäuren auf. Das führt zu weniger Biomassewachstum und erhöhtem CO2-Ausstoß durch Atmung. Professor William Orsi von der Ludwig-Maximilians-Universität München erklärt, dass es in hocharktischen Ökosystemen mehr Pilzarten als Pflanzenarten gibt. Daher spielen Pilze eine entscheidende Rolle bei der Gestaltung dieser Umgebungen.

Wissenschaftler aus Deutschland, den USA und der Schweiz führten die Studie durch, die im Fachjournal Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) veröffentlicht wurde. Die Forschung wurde vom britischen Natural Environment Research Council (NERC), der US-amerikanischen National Science Foundation (NSF) und der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) finanziert.

Erforschung des Kohlenstoffzyklus von Pilzen und Bakterien entscheidend für Arktisprognosen

Die Erkenntnis, dass Pilze eine Schlüsselrolle bei der Bindung von Kohlenstoff in Böden spielen, die durch die schmelzenden Gletscher freigelegt werden, ist bedeutsam. Das Team von Dr. Bradley hat wertvolle Informationen darüber geliefert, wie winzige Organismen zur Entstehung neuer Ökosysteme in der Arktis beitragen, einer der am stärksten gefährdeten Regionen der Erde.