Die feinen Verästelungen des Pilzes - sogenannte Hyphen - legen sich um die Pflanzenwurzel und bilden mit der Pflanze eine Lebensgemeinschaft. Zunächst haben die Pilze allerdings nur ein Ziel: Sie nehmen dem Baum Kohlenstoff, also Zucker, um selbst gedeihen zu können. Aber im Gegenzug versorgt der Pilz die Pflanze mit wichtigen Nährstoffen wie Phosphor und Stickstoff, die er aus dem Bodenumfeld löst.

Ein Wald in der  Nähe von Göttingen: Wenn Prof. Andrea Polle mit ihrem Mitarbeiter auf der Suche nach Pilzen ist, sucht sie keine gewöhnlichen Pilze. Die Biologin hat es auf sogenannte Mykorrhizapilze  abgesehen. Mit einem Stechzylinder nimmt sie eine Probe aus dem Erdreich, denn das Objekt ihrer Begierde wächst unter der Erde an der Baumwurzel - Mykorrhizapilze. Diese mikroskopisch kleinen Pilze haben ein enormes Potenzial - sie helfen dem Baum beim Wachsen.

Erfolgreiches Zusammenspiel von Baum und Pilz

Zunächst jedoch hat der Pilz nur ein Ziel: Er will dem Baum Nährstoffe entziehen. Mit seinen kleinen Fäden, den sogenannten Hyphen, dringt der Pilz in das Baum-Wurzelende ein und holt sich Kohlenstoffe, vor allem Zucker. Doch das schadet  dem Baum nicht, ganz im Gegenteil: Der Pilz versorgt den Baum mit natürlichem Dünger, vor allem mit Phosphor und Stickstoff - wichtige Nährstoffe für den Baum. Diese Stoffe entzieht der Pilz dem Bodenumfeld und transportiert sie an die Baumwurzel, die den Dünger aufnimmt. Außerdem entzieht der Pilz mit seinem weit verzweigten Geflecht dem Boden Wasser. Auch das transportiert er bis zur Wurzel, und der Baum nimmt es auf. 

Pilze als Düngerersatz bei Nutzpflanzen

Genau deshalb könnten Mykorrhizapilze  in Zukunft noch wichtiger werden. Denn Wasser aber auch Dünger  werden künftig immer knapper: Phosphor zum Beispiel. In spätestens 100 Jahren geht er voraussichtlich zur Neige und fehlt dann wichtigen Nutzpflanzen. Speziell gezüchtete und in den Boden eingebrachte Mykorrhizapilze könnten helfen, diesen Mangel auszugleichen, indem sie den Phosphor verstärkt aus dem Bodenumfeld der Nutzpflanze ziehen und ihr zur Verfügung stellen. Noch wichtiger werden die Pilze aber in Gebieten mit Wassermangel. Durch den Klimawandel wird sich dort die Situation noch verschärfen. Wissenschaftler prognostizieren, dass die Ernteerträge wichtiger Nutzpflanzen um bis zu 30 Prozent geringer ausfallen könnten.  Doch funktioniert die Allianz mit den Pilzen auch bei Nutzpflanzen?

Versuche mit Weizen

Genau dieser Frage geht Prof. Albrecht Serfling nach. In einem groß angelegten, mehrjährigen Projekt düngt der Botaniker des Quedlinburger Julius Kühn-Instituts verschiedene Weizenpflanzenarten mit Mykorrhizapilzen. Die Pflanzen sollen dann in einem sehr wasserarmen Boden wachsen. Bei anderen Getreidearten waren diese Versuche schon sehr vielversprechend.

Deshalb impft Albrecht Serfling über 100 verschiedene Weizensorten mit Mykorrhizapilzen. Dadurch will er genau die Sorten finden, die mit den Pilzen am besten kooperieren. Solche Weizenarten könnten dann im Zusammenspiel mit dem Mykorrhiza-Dünger und der verbesserten Wasserversorgung die Ernteerträge sichern. Die ersten Ergebnisse seien durchaus erfolgversprechend, so Serfling.

Jahrtausende altes Zusammenspiel

Die Wurzeln der Pflanzen zu versorgen, diese Aufgabe haben die Pilze schon sehr früh in der Erdgeschichte übernommen. Sie haben dafür gesorgt, dass Pflanzen auf der Erde überhaupt wachsen konnten. Denn Pflanzen gab es zunächst nur im Wasser. Wegen ihrer schwachen Wurzeln konnten sie an Land lange Zeit nicht überleben. Die Forscher glauben, dass es die Mykorrhizapilze waren, die den Pflanzen den Weg an Land  ermöglichten, indem sie sie mit dem Wasser aus dem Boden und den nötigen Mineralstoffen versorgten. Wissenschaftliche Beweise dafür waren bislang allerdings rar. Doch dann machte der Geologe Prof. Alexander Schmidt durch Zufall in einem New Yorker Naturkunde-Museum eine spektakuläre Entdeckung: Er fand ein Stück Bernstein, und  darin eingeschlossen: eine Pflanzenwurzel, die von einem Mykorrhizapilz besiedelt ist.

Die Forscher gehen mittlerweile sogar davon aus, dass die ersten Mykorrhizapilze in tropischen Gebieten schon vor 400 Millionen Jahren existierten - also zu jener Zeit, in der die Wasserpflanzen damit begannen, Schritt für Schritt das Festland zu besiedeln.

Viele Funktionen der Mykorrhizapilze noch gar nicht erforscht

Auch heute halten die Mykorrhizapilze noch etliche Überraschungen bereit: Erst kürzlich entdeckten Prof. Andrea Polle und ihre Kollegen, dass viele unterschiedliche Arten von Mykorrhizapilzen bei der Versorgung der Wurzeln eine Rolle spielen. Bis zu hundert verschiedene Mykorrhizapilze können zum Beispiel an einer einzigen Buche siedeln. „Schätzungen sagen heutzutage, dass wir bestimmt 25 bis 30 Tausend verschiedene Pilzarten haben, die mit den Bäumen Gesellschaften eingehen können“, erklärt uns Prof. Andrea Polle. Die Biologin ist davon überzeugt, dass die zahlreichen Mykorrhizapilze ganz unterschiedliche Funktionen für Pflanzen und Bäume haben. Welche das genau sind, will sie in einem auf mehrere Jahre angelegten Forschungsprojekt analysieren. Die  ausgeklügelte Partnerschaft zwischen Pilzen und Pflanzen hält also noch viele Überraschungen bereit. Je genauer wir diese Symbiose verstehen, desto besser werden wir sie auch für uns nutzen können.