Jak drzewa stają się odporniejsze dzięki relacjom symbiotycznym

Mimo swojego ogromnego systemu korzeniowego drzewa często nie są w stanie pobrać z gleby wystarczającej ilości wody i składników odżywczych, aby prawidłowo się rozwijać.

Dlatego większość roślin lądowych w toku ewolucji weszła w symbiotyczne relacje z grzybami. Te tak zwane grzyby mykoryzowe, które albo otulają korzenie, albo wnikają do komórek systemu korzeniowego, otrzymują od drzew część cukru wytworzonego w procesie fotosyntezy jako źródło energii. W zamian drzewa otrzymują od grzybów składniki odżywcze, takie jak fosforany i azotany, a także wodę – rodzaj niezbyt romantycznego małżeństwa z rozsądku.

Podwójna symbioza poszerza siedlisko

Naukowcy z Uniwersytetu w Zurychu (UZH) oraz z Agroscope wykazali na przykładzie ponad 400 gatunków drzew występujących na całym świecie, że wiele z nich jeszcze udoskonaliło ten system współpracy. Wprawdzie większość gatunków drzew wchodzi w relację tylko z określonymi przedstawicielami różnych grup grzybów mykoryzowych. „Jednak część wszystkich roślin drzewiastych zawiązuje jednocześnie sojusz z dwiema odmianami grzybów”, mówi Ido Rog z Instytutu Biologii Roślin i Mikrobiologii UZH.

Die Forschenden zeigen nun, dass eine solche «Doppelehe» die Bäume fitter macht: Sie sind unempfindlicher gegenüber Trockenheit und kommen besser mit Nährstoffmangel zurecht. «Damit können sie ein viel grösserer Gebiet besiedeln als Baumarten, die nur mit einer Pilzsorte eine Symbiose eingehen», sagt Erstautor Rog. Die grössere geografische Reichweite und der erweiterte ökologische Nischenraum dieser Bäume sind unabhängig von Abstammungsentwicklung und Evolutionsgeschichte.

placeholder2

Die gleichzeitige Beziehung zu zwei verschiedenen Mykorrhizapilzen ermöglicht den Bäumen eine vielfältigere Nährstoffversorgung, da ihre Wurzeln ein umfangreicheres Bodenprofil abdecken und mit unterschiedlicheren Bodeneigenschaften zurechtkommen. «Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Polygamie mit zwei Pilzvarianten den Bäumen als Strategie diente, sich an rauere Umweltbedingungen anzupassen, also nährstoffärmere Nischen zu besiedeln und härteres Klima zu ertragen», sagt UZH-Professor Marcel van der Heijden. So ist etwa die Verbreitung von Bäumen mit Doppel-Symbiosen in trockeneren Gebieten deutlich ausgeprägter als an regenreicheren Standorten.

«Im Forstbau könnte dieses Wissen helfen, zukünftig jene Baumarten auszuwählen, die auf polygame Pilzbeziehungen spezialisiert sind. Denn diese Bäume dürften mit der fortschreitenden globalen Klimaerwärmung besser zurechtkommen und könnten für die Besiedlung trockener Klimazonen eingesetzt werden», so van der Heijden.