Arktis: Bedeutung von Pilzen für die Kohlenstoffspeicherung im Meeresboden
Forschende der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) haben herausgefunden, dass Pilze eine wesentliche Rolle im marinen Kohlenstoffkreislauf spielen. Insbesondere in arktischen Fjorden, die zu den effektivsten natürlichen Kohlenstoffsenken zählen, tragen Pilze zur langfristigen Speicherung von Kohlenstoff im Sediment bei.
Hintergrund und Bedeutung
Die Arktis erwärmt sich derzeit etwa viermal schneller als der globale Durchschnitt, was zu raschen Veränderungen der Ökosysteme in den Fjorden führt. Ein vertieftes Verständnis der biologischen Prozesse, die den Kohlenstoffspeichermechanismus steuern, ist daher dringend erforderlich. Bisher sind die mikrobiellen Vorgänge, die bestimmen, ob Kohlenstoff im Sediment verbleibt oder als CO₂ freigesetzt wird, nur unzureichend erforscht.
Rolle der Pilze im marinen Kohlenstoffkreislauf
Ein internationales Forscherteam unter Leitung von Professor William Orsi vom Department für Geo- und Umweltwissenschaften der LMU untersuchte die Funktion von Pilzen in Meeressedimenten. Die Studie zeigt, dass Pilze gelöste organische Stoffe (DOM) effizient aufnehmen und in mikrobielle Biomasse umwandeln, anstatt diese schnell zu remineralisieren und als CO₂ freizusetzen.
Untersuchungsmethoden und Ergebnisse
- Probenentnahmen erfolgten in Sedimenten, Meerwasser sowie Böden und Gletscherregionen des Kongsfjords an der Westküste Spitzbergens.
- Isotopen-Markierungstechniken ermöglichten die Verfolgung der DOM-Aufnahme durch Pilze und Bakterien.
- Die Ergebnisse zeigten, dass Pilze in den Fjordsedimenten eine höhere DOM-Aufnahme und Kohlenstoffbindung in mikrobieller Biomasse erreichen als die Remineralisierung zu CO₂.
- Ein höherer Anteil an Pilzbiomasse im Vergleich zu Bakterien korrelierte mit einer gesteigerten Kohlenstoffspeicherung.
Besonderheiten der Pilzgemeinschaften in arktischen Fjorden
Die Zusammensetzung der Pilzgemeinschaften in arktischen Fjordsedimenten unterscheidet sich signifikant von denen benachbarter Böden und Meerwasserproben. Mithilfe quantitativer stabiler Isotopenmarkierung konnte die Aufnahme von Aminosäuren, einem zentralen Bestandteil von DOM, bei über 80 Pilzarten nachgewiesen werden.
Diese Befunde unterstreichen die aktive Beteiligung mariner Pilze am Kohlenstoffkreislauf in arktischen Fjorden und deren Beitrag zur Stabilisierung leicht abbaubarer organischer Substanzen in Sedimenten, die als bedeutende Kohlenstoffsenken fungieren.
Schlussfolgerungen und Ausblick
Professor Orsi betont, dass Pilze durch ihren effizienten Stoffwechsel einen bislang wenig beachteten Mechanismus der mikrobiellen Kohlenstoffspeicherung in Fjordsedimenten darstellen. Diese Gebiete speichern mehr als zehn Prozent des gesamten unter dem Meeresboden gebundenen Kohlenstoffs und sind somit geologisch von großer Bedeutung.
Juan Carlos Trejos-Espeleta, Doktorand und Erstautor der Studie, weist darauf hin, dass die schnelle Veränderung der Arktis ein tieferes Verständnis der Ökosystemfunktionen erfordert. Die Rolle mariner Pilze im Kohlenstoffkreislauf wurde bisher unterschätzt und sollte künftig stärker berücksichtigt werden.
James Bradley vom Mediterranean Institute of Oceanography in Marseille ergänzt, dass die Erforschung der Hocharktis aufgrund logistischer Herausforderungen selten ist, obwohl die Untersuchung dieser sensiblen und dynamischen Ökosysteme angesichts des Klimawandels von hoher Dringlichkeit ist.
Kontakt für wissenschaftliche Rückfragen
Prof. Dr. William Orsi
Professor für Geomikrobiologie
Department für Geo- und Umweltwissenschaften
Ludwig-Maximilians-Universität München
Telefon: +49 89 2180 6598
E-Mail: w.orsi@lrz.uni-muenchen.de
Website: https://orsigeomicrobiologylab.com/
Originalpublikation
J.C. Trejos-Espeleta et al.: Fungi enhance microbial carbon retention in high Arctic fjord sediment. PLOS Biology, 2026.
https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.3003783
