Bisher sind Pilze vor allem als ökologische Player in Feld, Wald und Wiese bekannt. Unterschätzt wurde bisher ihre Bedeutung als Kohlenstoffspeicher im Meeresboden, wie neue Forschungsergebnisse zeigen. Ein internationales Team um William Orsi von der LMU München hat dazu Proben aus arktischen Fjorden untersucht. „Unsere Studie zeigt, dass Pilze im arktischen Ozean durch ihren hocheffizienten Stoffwechsel erheblich zur Kohlenstoffspeicherung in Sedimenten beitragen können. Dies ist wichtig, weil es sich um einen bislang unbekannten Mechanismus der mikrobiellen Kohlenstoffspeicherung in Fjorden handelt“, sagt Orsi.

Anders als Forscher dachten: Pilze in der Nähe der Fjorde binden Kohlenstoff

Fjorde gelten als besonders bedeutend für die marine Kohlenstoffspeicherung. Sie beherbergen mehr als zehn Prozent des gesamten unter dem Meeresboden gespeicherten Kohlenstoffs. Und sie sind rasanten Änderungen ausgesetzt. Denn hoch im Norden schlägt der Klimawandel besonders stark zu. Die Arktis erwärmt sich etwa viermal schneller als der globale Durchschnitt. Bisher ist weitgehend unbekannt, wie sich die Ökosysteme dort gerade verändern und damit auch ihre Kapazität für Kohlenstoff.

Der neuen Studie zufolge können Pilze die in den Meeressedimenten gelösten, organischen Stoffe besonders effizient aufnehmen und zudem lange speichern. Organische Verbindungen enthalten viel Kohlenstoff. Der Großteil stammt aus Stoffwechsel- und Zersetzungsprozessen von Mikroorganismen. Pflanzen und Tiere sind weitere Quellen. Die Pilze nehmen den Kohlenstoff auf und bauen ihn in ihre Biomasse ein.

Die hohe Effizienz überraschte die Forschenden. Sie hatten eigentlich damit gerechnet, dass die Umwandlung der gelösten Stoffe in das Treibhausgas Kohlendioxid, die sogenannte Mineralisation, einen deutlich größeren Anteil ausmachen würde.

Einzigartige Pilz-WG im Sediment

Für die Untersuchungen hatten die Forschenden in den Sommern 2023 und 2024 Proben aus Sedimenten und Meerwasser im Kongsfjorden, einem arktischen Fjord an der Westküste von Spitzbergen, genommen sowie aus umliegenden Böden und Gletschern. Als organische Substanzen fügten sie Aminosäuren und Zellulose in unterschiedlichen Konzentrationen hinzu, die mit Isotopen – also schwereren Kohlenstoffatomen – markiert waren. Dadurch konnten sie den Weg des Kohlenstoffs in den Proben nachverfolgen.

Sie sahen, wie viel von Bakterien und Pilzen gespeichert und wie viel mineralisiert wurde, und stellten fest: Je höher der Anteil von Pilz- im Vergleich zu Bakterienbiomasse im Sediment war, desto mehr Kohlenstoff wurde aufgenommen und auch gehalten. Nur ein kleinerer Teil wurde als CO₂ wieder freigesetzt. Die potenten Pilzgemeinschaften enthielten laut DNA-Analysen zig verschiedene Pilzarten. Und sie unterschieden sich deutlich von jenen, die die Forschenden in Meerwasser- und terrestrischen Bodenproben fanden.

Unklar bleibt die Bedeutung der Erkenntnisse für eine reale Meeresumgebung. Aminosäure und Zellulose sind nur ein winziger Ausschnitt der vielfältigen, oft unbekannten organischen Substanzen im Meer.

Ungefähr so viel CO2 wie in der Atmosphäre

IIn den Weltmeeren sind rund 700 Milliarden Tonnen Kohlenstoff in organischen Verbindungen gespeichert – mehr als in allen Lebewesen im Meer und an Land zusammen, inklusive Wälder, und ungefähr so viel CO₂ wie in der Atmosphäre. „Wir sind von Milliarden von Molekülen umgeben, die wir noch nicht kennen, die aber die Bewohnbarkeit unseres Planeten steuern“, sagt Thorsten Dittmar von der Universität Oldenburg.

Auch bei den Erkenntnissen aus der marinen Pilzwelt ist noch Luft nach oben. „Überraschenderweise wurde die Rolle mariner Pilze bisher bei den Prozessen der marinen Kohlenstoffpumpe nicht weiter untersucht, obwohl Pilze in allen bisher erforschten Habitaten der Weltmeere detektiert wurden“, heißt es auf der Homepage der Forschungsgruppe von Marlis Reich von der Universität Bremen.

Juan Carlos Trejos-Espeleta, Doktorand an der LMU München und Erstautor der Studie, sieht einen Fokus weiterer Forschung nach wie vor auf dem Norden des Planeten. „Die Arktis verändert sich vor unseren Augen in beispiellosem Tempo, und unsere Bemühungen, die Funktionsweise ihrer Ökosysteme zu verstehen, reichen nicht aus“, betont er und fordert: „Künftige Forschung sollte Pilze nicht länger als zentrale Akteure des Kohlenstoffkreislaufs übersehen.“

Dieser Beitrag ist zuerst auf t3n.de erschienen.

(jle)