Pflanzen : Mundraub im Wurzelwerk
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Kostgänger: Manche Orchideen des Waldes zapfen Bäume an.
Mit rund 20.000 Arten stellen die Orchideen die größte Familie im Pflanzenreich. Doch so vielgestaltig sie sich präsentieren - wenn es um die Fortpflanzung geht, sind sie alle auf Pilze angewiesen.
Damit aus den Samen junge Pflanzen heranwachsen können, muß solch ein Partner die Ernährung des Keimlings sichern. Die Orchideen leben dann weiterhin in enger Gemeinschaft mit Pilzen. Wie viele andere Pflanzen bilden sie sogenannte Mykorrhiza: Ein Geflecht aus Pilzfäden umwächst die Wurzelspitzen und steht mit ihnen in Stoffaustausch. Doch nur wenige Orchideenarten lassen sich auf diese Weise mit Kohlenhydraten versorgen. Schließlich haben die meisten grüne Blätter, mit denen sie Photosynthese betreiben, ihren Bedarf an Kohlenhydraten also selbständig decken können.
Indirekt werden Bäume angezapft
Wie Wissenschaftler um Martin Bidartondo von der University of California in Berkeley und Bastian Burghardt von der Universität Bayreuth unlängst herausgefunden haben, gibt es aber noch eine weitere Kategorie. Solche Orchideen wachsen auf dem Waldboden im Schatten des Kronendachs. Dort bilden sie zwar grünes Laub. Doch anstatt sich mit ihrer eigenen Photosyntheseleistung zu begnügen, beziehen sie einen Teil ihrer Kohlenhydrate über Pilzpartner, die ihrerseits mit Baumwurzeln in Kontakt stehen. So zapfen die Orchideen indirekt die Bäume des Waldes an.
Für ihre Untersuchungen sammelten die Forscher Blatt- und Wurzelproben verschiedenartiger Orchideen in der Nördlichen Frankenalb, im Nordosten von Bayern. Mit molekulargenetischen Verfahren identifizierten sie die Pilze an den Wurzeln. Auf sumpfigen Wiesen entdeckten die Forscher sowohl beim Breitblättrigen Knabenkraut (Dactylorhiza majalis) als auch bei der Sumpf-Stendelwurz (Epipactis palustris) ausschließlich Gattungen, die typisch für Orchideen sind. In den benachbarten Wäldern fanden sie dagegen bei sechs von sieben Orchideen-Arten auch Pilze, die stets in Gemeinschaft mit Baumwurzeln leben. So knüpft das Weiße Waldvögelein (Cephalanthera damasonium) beispielsweise Kontakte mit Rißpilzen und Schleierlingen, die Rotbraune Stendelwurz (Epipactis atrorubens) mit Rißpilzen und Trüffeln.
Verräterisches Kohlenstoffisotop
Daß alle sechs Orchideenarten einen Teil ihrer Kohlenhydrate über den Pilzpartner beziehen, verrät das Kohlenstoffisotop 13. Die Blätter enthalten diese Variante des Kohlenstoffatoms in etwas höherer Konzentration als benachbarte Gewächse. Auffallend angereichert ist auch das Stickstoffisotop 15 ("Proceedings of the Royal Society of London", Teil B, Bd. 271, S. 1799). Die höchsten Gehalte an den beiden Isotopen zeigt allerdings die Nestwurz (Neottia nidus-avis), eine unscheinbar bräunliche Orchidee mit nestartig verflochtenen Wurzeln. Ohne grünes Laub lebt sie als Parasit auf Kosten ihres Pilzes, von dem sie sich rundum versorgen läßt.
Anhand der Isotopengehalte konnten die Forscher auch bei anderen Orchideenarten den Beitrag der Mykorrhiza-Pilze abschätzen. Bei den beiden, die auf sumpfigen Wiesen wachsen, stellte sich heraus, daß sie gut ein Viertel ihres Stickstoffs über die Pilzfäden beziehen. Mit ihrem Kohlenstoffhaushalt sind sie jedoch völlig autonom. Vermutlich geben sie sogar Produkte ihrer Photosynthese an den Pilzpartner ab. Waldorchideen, die mit der Mykorrhiza von Bäumen in Kontakt stehen, verlassen sich dagegen mehr auf die Freigebigkeit der Pilze. Sie erhalten von ihnen nicht nur rund zwei Drittel ihres Stickstoffs, sondern auch bis zu einem Drittel ihres Kohlenstoffs. Die Grenze zwischen Selbstversorgern und Arten, die sich ganz und gar von den Pilzen aushalten lassen, sind somit fließend. Wieviel eine Pflanze durch eigene Photosynthese erwirtschaftet, ist wahrscheinlich aber nicht nur von Art zu Art verschieden. Vermutlich hängt es auch davon ab, wieviel Licht am jeweiligen Wuchsort produktiv genutzt werden kann.
Daß auch Orchideen mit grünen Blättern auf die Pilz-Partner von Bäumen zurückgreifen, ist keine Besonderheit bayerischer Wälder. Bei Vertretern der Gattung Epipactis entdeckten die Wissenschaftler solche Pilze auch in Großbritannien sowie in Nordamerika von Quebec bis Kalifornien. Wer sich teilweise von den Bäumen verköstigen läßt, kann auch im Schatten des Kronendachs gedeihen, wo Photosynthese wenig ertragreich ist. Von speziellen Mykorrhiza-Pilzen abhängig zu sein erweist sich mitunter freilich als Nachteil. Wenn sich die Pilzflora des Waldes verändert, sind auch die Orchideen betroffen, von denen etliche schon heute auf der Roten Liste der gefährdeten Arten stehen.
