Einleitung: Warum alte Wälder besonders sind
Wälder, die mehrere Jahrtausende ungestört wachsen konnten, beherbergen Pilzgemeinschaften, die in bewirtschafteten Beständen kaum noch vorkommen. Diese sogenannten Ektomykorrhiza-Pilze leben in Symbiose mit den Wurzeln von Bäumen und versorgen sie mit Wasser und Nährstoffen, während sie im Gegenzug Zucker aus der Photosynthese erhalten. In Nordamerika sind solche ungestörten Waldinseln selten geworden, weshalb jede neue Untersuchung ihrer Lebensgemeinschaften einen wichtigen Beitrag zum Verständnis der Biodiversitätserhaltung leistet. Eine kürzlich in der Fachzeitschrift Mycorrhiza veröffentlichte Studie hat nun erstmals die Ektomykorrhiza-Gemeinschaften einer etwa 9000 Jahre alten Küsteninsel im Nordosten der USA untersucht.
Die Forscherinnen und Forscher konzentrierten sich auf Bestände der Rotfichte (Picea rubens), die in Maine auf einer Insel vorkommt, die seit der letzten Eiszeit durchgängig bewaldet ist. Damit bietet die Studie einen einzigartigen Blick auf die natürliche Pilzdynamik in sehr alten Nadelwäldern, der sich auf europäische Verhältnisse übertragen lässt.
So wurde geforscht
Die molekulare Analyse der DNA erfolgte über eine kombinierte ITS-Sequenzierung, die als Standardverfahren für die Identifikation von Pilzgemeinschaften gilt. Pro Probe wurden mehrere tausend Sequenzfragmente erzeugt, die anschließend mit Referenzdatenbanken wie UNITE abgeglichen wurden. Die statistische Auswertung nutzte multivariate Verfahren, um die Pilzgemeinschaften zwischen den Standorten und den drei beprobten Substraten zu vergleichen. Wesentliche Kennzahlen waren die Artenvielfalt, die Dominanz einzelner Gattungen und die Ähnlichkeit der Gemeinschaften. Die Ergebnisse wurden mit einer zusätzlichen Stichprobe von jungen, gestörten Beständen auf dem Festland verglichen, um den Einfluss der Landnutzungshistorie sichtbar zu machen.
Das Forschungsteam untersuchte vier Standorte mit alten Rotfichten sowie einen Vergleichsstandort mit Buche und Birke. An jedem Standort wurden Proben aus drei Quellen entnommen: Wurzeln junger Sämlinge, Wurzeln ausgewachsener Bäume und wurzelfreier Oberboden. Aus jeder Probe wurde die DNA der Pilze extrahiert und über Hochdurchsatz-Sequenzierung analysiert, sodass die Zusammensetzung der Pilzgemeinschaften präzise erfasst werden konnte. Die Standorte liegen alle auf der gleichen Insel, was den Einfluss des Klimas und der Bodengeschichte vergleichbar macht und Unterschiede vor allem auf die Waldstruktur und die Baumarten zurückführt.
Die Beprobung folgte einem standardisierten Protokoll mit jeweils mehreren Quadratmetern pro Standort. Die Sequenzierungsdaten wurden bioinformatisch mit Referenzdatenbanken abgeglichen, um die einzelnen Pilzarten oder zumindest Gattungen zu identifizieren. Pro Standort wurden Tausende von Sequenzvarianten erfasst, was die Aussagekraft der statistischen Auswertung stützt.
Über alle vier Rotfichten-Standorte hinweg fanden die Forschenden insgesamt mehr als 150 verschiedene Ektomykorrhiza-Taxa, von denen viele bisher nur unzureichend beschrieben sind. Diese hohe Zahl unterstreicht, dass selbst auf relativ kleiner Fläche eine beachtliche Pilzvielfalt existieren kann, sofern der Wald lange Zeit ungestört blieb. Im Vergleich zu typischen Fichten-Forsten in Europa, die oft weniger als 30 Ektomykorrhiza-Taxa aufweisen, ist dieser Wert bemerkenswert hoch. Auch der Anteil seltener Spezialisten war deutlich höher als in bewirtschafteten Beständen, was den Wert alter Waldinseln für den Erhalt der Biodiversität unterstreicht.
Ein wichtiger methodischer Aspekt der Studie betrifft die Beprobung von Sämlingen. Indem die Forschenden junge Fichten gezielt beprobten, konnten sie zeigen, dass bereits sehr junge Bäume an das bestehende Pilznetzwerk andocken. Dies geschieht vermutlich über Sporenflug aus der Umgebung sowie über direkten Wurzelkontakt mit Altbäumen. Die Ergebnisse bestätigen damit die Hypothese, dass die Naturverjüngung in alten Wäldern besonders erfolgreich ist, weil die Jungpflanzen sofort von einem etablierten Pilzgeflecht profitieren.
Die wichtigsten Ergebnisse
Die Ektomykorrhiza-Gemeinschaften der Rotfichten-Standorte werden von drei Hauptgattungen dominiert: Cenococcum, Piloderma und Cortinarius. Diese Gattungen sind typische Vertreter in alten, stabilen Nadelwäldern und reagieren empfindlich auf Störungen wie Bodenbearbeitung oder Kahlschlag. Besonders Cenococcum ist bekannt für seine Trockentoleranz und seine Fähigkeit, auch unter Stressbedingungen Wurzelverbindungen aufrechtzuerhalten. Piloderma hingegen spielt eine wichtige Rolle beim Abbau organischer Substanz und bei der Mobilisierung von Stickstoff.
Ein weiteres zentrales Ergebnis betrifft die geringe Überlappung zwischen den Pilzgemeinschaften der Rotfichten-Standorte und dem Buchen-Birken-Standort. Obwohl alle Flächen auf der gleichen Insel liegen, zeigen die Daten, dass die Baumart den stärksten Filter für die Pilzzusammensetzung darstellt. Das bedeutet, dass selbst auf engstem Raum unterschiedliche Waldtypen völlig verschiedene Mykorrhiza-Gemeinschaften beherbergen können.
Innerhalb der Rotfichten-Standorte fanden die Forschenden eine bemerkenswerte Ähnlichkeit zwischen den Pilzen an Sämlingen, Altbäumen und im wurzelfreien Boden. Dies deutet darauf hin, dass die Pilzgemeinschaft in diesen alten Beständen räumlich gut vernetzt ist und sich über Sporenflug sowie Wurzelkontakte zwischen den Bäumen austauscht. Bestimmte Sequenzvarianten kamen an allen vier Standorten vor, was auf einen gemeinsamen regionalen Genpool hindeutet.
Was das für die Praxis bedeutet
Für die Forstwirtschaft in Mitteleuropa liefert die Studie mehrere wichtige Hinweise. Erstens zeigt sie, dass alte Wälder ein Reservoir an Mykorrhiza-Pilzen darstellen, das in Wirtschaftswäldern oft fehlt. Wenn bei der Verjüngung oder beim Waldumbau Bodenbearbeitung stattfindet, werden diese empfindlichen Pilzgemeinschaften zerstört, und die Wiederbesiedlung kann Jahrzehnte dauern. Waldbesitzerinnen und Waldbesitzer sollten deshalb möglichst bodenschonende Verfahren wählen und Altbestände mit hohem Totholzanteil als Pilzreservoire erhalten.
Zweitens belegt die Studie, dass die Baumartenwahl die Pilzgemeinschaft stärker prägt als Klima oder Bodengeschichte. Bei der Anlage von Mischbeständen ist deshalb zu bedenken, dass mit jeder Baumart eine eigene Pilzgemeinschaft einhergeht, die sich erst über längere Zeiträume etabliert. In Fichtenbeständen, die in Deutschland ohnehin unter Trockenstress leiden, kann die Erhaltung der bestehenden Mykorrhiza-Netzwerke die Widerstandsfähigkeit gegenüber Dürreperioden verbessern.
Diese Erkenntnis hat unmittelbare Konsequenzen für den Waldumbau in Mitteleuropa. In den trockengeprägten Fichtenwäldern Deutschlands, die seit 2018 unter massivem Borkenkäferbefall und Trockenstress leiden, wird intensiv über den Aufbau klimatoleranter Mischwälder diskutiert. Wenn jedoch bei der Umwandlung bodenschonende Verfahren wie das Mulchen, das Pflügen oder die Tiefenbearbeitung unterbleiben, bleibt das Mykorrhiza-Netzwerk weitgehend erhalten. Pflanzungen auf unbearbeiteten Böden zeigen in mehreren Studien deutlich höhere Überlebensraten und ein besseres Wachstum, da die Jungpflanzen unmittelbar an das bestehende Pilznetzwerk andocken können. Vor diesem Hintergrund lohnt es sich, die Kosten einer intensiven Bodenvorbereitung kritisch zu hinterfragen.
Auch für die Auswahl der Pflanzensortimente hat die Studie eine indirekte Botschaft. In den alten Rotfichten-Beständen der Studie kommen bestimmte Cortinarius-Arten vor, die als sehr selten und empfindlich gelten. Solche Spezialisten kommen in Mitteleuropa in Wirtschaftswäldern kaum noch vor. Eine naturnahe Waldbewirtschaftung mit ausreichend Altbäumen und Totholz könnte solche Spezialisten zumindest in Waldrefugien und Naturwaldzellen langfristig sichern. In Schutzgebieten, in denen ohnehin keine Holzernte stattfindet, ist diese Strategie ohne wirtschaftliche Einbußen umsetzbar.
Limitations und offene Fragen
Die Studie wurde an einer einzelnen Insel im Nordosten der USA durchgeführt, was die Übertragbarkeit auf mitteleuropäische Wälder einschränkt. Die klimatischen Bedingungen in Maine unterscheiden sich deutlich von denen in Deutschland, auch wenn die grundsätzlichen Mechanismen der Mykorrhiza-Bildung ähnlich sind. Zudem erfassten die Forschenden nur einen Zeitpunkt, also keine Veränderungen über Jahre. Ob die beobachteten Pilzgemeinschaften wirklich seit Jahrtausenden stabil sind oder sich auch in alten Wäldern langsam verändern, bleibt offen. Künftige Untersuchungen mit Zeitreihen und ein direkter Vergleich mit europäischen Urwaldrelikten wie dem Bayerischen Wald oder dem slowenischen Krokar würden das Bild vervollständigen.
Quelle: 10.1007/s00572-026-01282-3
Dieser Artikel wurde mit Hilfe von KI erstellt und dient der allgemeinen Information.