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Pilze erobern die aufgetauchten Länder



Pilze haben Pflanzen geholfen, Land zu erobern

 

Netzwerke unterirdischer Pilze sind seit ihrer Eroberung des Landes vor 450 Millionen Jahren ein wesentlicher Partner der Pflanzen, bestätigt eine kürzlich veröffentlichte wissenschaftliche Studie.

 

Ein internationales Forscherteam unter der Leitung des Plant Science Research Laboratory (LRSV) in Toulouse-III hat das fehlende Glied in einer Theorie aus den 1980er Jahren gefunden.

Sie postuliert, dass der Vorfahre aller existierenden Landpflanzen, vermutlich eine Süßwasseralge, die vor etwa 450 Millionen Jahren aus den Gewässern auftauchte, in Symbiose mit winzigen Pilzen lebte, um auf der Erde zu wachsen.

 

Heute nutzen etwa 80 % der Landpflanzen diese Symbiose, bei der der unterirdische Pilz „eigentlich eine Erweiterung der Pflanze ist“, erklärt Pierre-Marc Delaux, CNRS-Forscher am LRSV, und Hauptkoautor der Studie, gegenüber AFP letzte Woche in Science (auf Englisch) veröffentlicht und von seiner Kollegin und Postdoktorandin Mélanie Rich unterzeichnet.

Das Myzel des Pilzes, sein vegetativer Apparat, besteht aus unzähligen winzigen weißen Fäden, die sich in einem Netzwerk bis in den Untergrund erstrecken. Seine mikroskopisch kleinen Enden, die eng mit den Wurzeln der Pflanze verbunden sind, versorgen sie hauptsächlich mit Wasser, Stickstoff und Phosphaten. Im Gegenzug versorgt die Pflanze den Pilz mit Lipiden, einem Fett, das für seine Entwicklung unerlässlich ist.

 

„Wenn einer der beiden Partner aufhört, den anderen zu füttern, hört der Austausch in beide Richtungen auf“, und alle leiden, erklärt Herr Delaux: Pilze, die „in ihrer Entwicklung zu 100 % von der Pflanze abhängen“, sowie die Pflanze, die in einem reichen Ökosystem auskommen, aber „in einem sehr verarmten Boden viel mehr leiden werden“.

 

Die Folgen eines Stillstands der Symbiose gehen weit darüber hinaus, denn das Myzel des Pilzes breitet sich aus wie ein wucherndes Haar.

„Pilze sind gleichzeitig mit Hunderten, sogar Tausenden von Pflanzen verbunden“, sagt Delaux, der von „ziemlich überzeugenden Arbeiten“ über die Rolle berichtet, die sie bei der Verteilung von Ressourcen in diesem Ökosystem spielen.

 

Die Studie der Forscher zeigte, dass das gleiche „symbiotische“ Gen, von dem bekannt ist, dass es eine wesentliche Rolle bei der Übertragung von Lipiden von der Pflanze auf den Pilz spielt, in den beiden Hauptzweigen der Landpflanzen am Werk war die vor 450 Millionen Jahren lebten, hatten auch diese Gene", so der Forscher.

 

Der Mechanismus war bereits für Gefäßpflanzen mit Stängeln und Wurzeln gut identifiziert. Es wurde in nicht vaskulären Pflanzen wie Moosen, Bryophyten genannt, gefunden, die „eine weitere große Linie von Landpflanzen“ sind.

Wissenschaftler haben die Rolle des berühmten Gens bestätigt, indem sie einer "Mutante" eines Mooses, Marchantia paleacea, beraubt haben, mit der direkten Folge des Scheiterns der Symbiose und der Beendigung der Entwicklung des Pilzes.

 

Um seine Ziele zu erreichen, arbeitete das LRSV-Team mit einer Vielzahl europäischer Forscher zusammen, unter anderem von den Universitäten Köln, Zürich, Leiden und Cambridge sowie Japanern von der Universität Sendai.

 

Die LRSV-Forschung bewegt sich nun in Richtung einer anderen Art von Symbiose, erklärt Mélanie Rich. Das, was zwischen Pflanzen und „stickstofffixierenden Bakterien ausgeübt wird, die es ermöglichen, Luftstickstoff zurückzugewinnen und die Pflanzen zu düngen, mit denen sie zusammenleben“.

 

Diese Symbiose besteht in Hülsenfrüchten wie Linsen. Die Forscher hoffen, „es mit Pflanzen von agronomischem Interesse wie Weizen, Mais, Reis nachzubilden“ und „zum Übergang von intensiver Landwirtschaft, die den Boden verarmt, hin zu einer nachhaltigeren Landwirtschaft beizutragen“, fügt der Forscher hinzu.

Denn die Beherrschung dieser Symbiose würde es ermöglichen, den massiven Einsatz stickstoffhaltiger Düngemittel in den reichen Ländern zu begrenzen und deren Fehlen in den ärmeren Ländern Afrikas und Südostasiens zu kompensieren.

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