In einer bahnbrechenden Studie haben Wissenschaftler der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) herausgefunden, dass Pilze im Meeresboden eine bedeutende Funktion im Kohlenstoffkreislauf der Arktis übernehmen. Diese Erkenntnisse sind besonders relevant, da arktische Fjorde zu den effektivsten natürlichen Systemen gehören, die Kohlenstoff absorbieren und langfristig speichern. Angesichts der Tatsache, dass die Arktis sich etwa viermal schneller erwärmt als der globale Durchschnitt, ist es von entscheidender Bedeutung, die biologischen Prozesse, die zur Kohlenstoffspeicherung beitragen, besser zu verstehen.
Die mikrobiellen Mechanismen, die darüber entscheiden, ob Kohlenstoff in den Sedimenten der Fjorde gespeichert oder wieder freigesetzt wird, sind bislang nur unzureichend erforscht. Ein internationales Forscherteam unter der Leitung von Professor William Orsi hat nun gezeigt, dass Pilze eine unerwartet zentrale Rolle bei der langfristigen Speicherung von Kohlenstoff im Meeresboden spielen können. Durch die Analyse von Sedimentproben aus dem Kongsfjorden, einem arktischen Fjord in Norwegen, haben die Wissenschaftler herausgefunden, dass lebende Pilze in der Lage sind, gelöste organische Stoffe (DOM) effizient zu absorbieren und diese in Form von mikrobiellem Biomasse zu speichern, anstatt sie schnell in Kohlendioxid umzuwandeln.
Traditionell wird angenommen, dass Pilze vor allem in terrestrischen Ökosystemen eine wesentliche Rolle bei der Kohlenstoffverarbeitung und -speicherung spielen. Diese Studie zeigt jedoch, dass ihr Einfluss auf den Kohlenstoffkreislauf in marinen Sedimenten bislang weitgehend ignoriert wurde. Besonders in den arktischen Fjorden ist das Wissen über die mikrobielle Aktivität an der Sedimentoberfläche entscheidend, da diese darüber entscheidet, ob organische Stoffe in Biomasse umgewandelt oder als Kohlendioxid freigesetzt werden.
In ihrer Forschung verwendeten die Wissenschaftler Isotopenmarkierungstechniken, um zu verfolgen, wie Pilze und Bakterien DOM aufnehmen und zur Kohlenstoffspeicherung in diesen miteinander verbundenen Lebensräumen beitragen. Ihre Ergebnisse belegen, dass Pilze in Fjordsedimenten eine signifikante Menge an DOM aufnehmen, was zu einer erhöhten Speicherung von Kohlenstoff in Form von mikrobieller Biomasse führt. Dies steht im Gegensatz zu der Menge an Kohlenstoff, die als Kohlendioxid remineralisiert wird. Die Forscher konnten feststellen, dass eine intensivere Aufnahme organischer Stoffe durch Pilze mit einem höheren Anteil an Pilz- im Vergleich zu Bakterienbiomasse einhergeht. Dies deutet darauf hin, dass der Stoffwechsel der Pilze die Kohlenstoffspeicherung im Meeresboden fördert und somit zur langfristigen Kohlenstoffbindung in den Sedimenten der Fjorde beiträgt.
Zusätzlich entdeckten die Wissenschaftler, dass die Pilzgemeinschaften in den Sedimenten der arktischen Fjorde signifikant von denen in benachbarten Böden und dem darüber liegenden Meerwasser abweichen. Durch quantitative stabile Isotopenmarkierungsansätze konnten sie die Aufnahme von Aminosäuren – einem wichtigen Bestandteil von gelöstem organischem Material – bei über 80 Pilzarten im Fjordsediment nachweisen. Dies legt nahe, dass marine Pilze in arktischen Fjorden nicht nur vorkommen, sondern aktiv im Kohlenstoffkreislauf mitwirken. Sie stabilisieren leicht abbaubare organische Stoffe in den Sedimenten und tragen somit zur Kohlenstoffspeicherung bei.
Professor Orsi hebt hervor, dass die Studie zeigt, wie bedeutend Pilze im arktischen Ozean für die Kohlenstoffspeicherung sind. Der Mechanismus, den sie zur Speicherung nutzen, ist bisher wenig bekannt, stellt jedoch einen wichtigen Aspekt des marinen Kohlenstoffkreislaufs dar. Die Arktis wird sich in den kommenden Jahren stark verändern, und das Verständnis ihrer Ökosysteme ist unerlässlich. Juan Carlos Trejos-Espeleta, der Erstautor der Studie, betont, dass marine Pilze als zentrale Akteure im Kohlenstoffkreislauf nicht länger übersehen werden sollten.
Die Forschung in der Hocharktis bleibt eine Herausforderung, da die Dynamik und Empfindlichkeit der dortigen Ökosysteme eine gründliche Untersuchung erfordert. Dennoch ist die Dringlichkeit, diese Regionen zu erforschen, angesichts der aktuellen klimatischen Veränderungen von höchster Bedeutung.
