Göttinger Geobiologen haben in einem 52 Millionen Jahre alten indischen Bernstein frühe Belege für eine noch heute vorkommende Form der Symbiose zwischen Pilzen und Pflanzenwurzeln entdeckt, die sogenannten Mykorrhizen. Die Mykorrhizen spielten offenbar bereits in den frühen tropischen Regenwäldern der Erdgeschichte eine bedeutende Rolle, schreiben die Forscher in der Fachzeitschrift „New Phytologist“.
Mykorrhizen sind eine weitverbreitete Form der Lebensgemeinschaft zwischen Bodenpilzen und den Wurzeln bestimmter Pflanzen. Der Pilz tritt dabei mit dem Wurzelsystem der Wirtspflanze in Kontakt, vergrößert mit seinen fadenförmigen Zellen die Wurzeloberfläche der Pflanzen und unterstützt so deren Nahrungsaufnahme. Im Gegenzug liefert die Pflanze dem Pilz Energie in Form von Zuckern. Mit diesen Zuckern produziert der
Pilz die für sein Wachstum notwendigen Substanzen.
Ektomykorrhizzen: besondere Art der Pilz-Pflanzen-Symbiose
Die Wissenschaftler des Courant Forschungszentrums Geobiologie der Universität Göttingen haben nun erstmals fossile Mykorrhizen gefunden, die mit bedecktsamigen Blütenpflanzen – Pflanzen, deren Samenanlagen in einem Fruchtknoten eingeschlossen sind – assoziiert sind. Dabei handelt es sich um eine besondere Art der Pilz-Pflanzen-Symbiose, die sogenannten Ektomykorrhizzen.
Bei dieser Form der Symbiose dringt der Pilz nicht in die Wurzelzellen der Pflanzen ein. Die gefundenen Einschlüsse im Bernstein lassen verschiedene Entwicklungsstadien erkennen und geben Einblicke in vielfältige morphologische Details. „Das fossile Harz – also der Bernstein – wurde von Bäumen eines frühen tropischen Regenwaldes produziert“, erklärt Alexander Schmidt vom Courant Forschungszentrum Geobiologie. „Mykorrhizenfunde in Fossilien sind extrem selten. Tatsächlich ist bisher nur ein weiteres Fossil von Ektomykorrhizen entdeckt worden.“
Mykorrhizasystem aus dem fossilen Harz herausgelöst
In Zusammenarbeit mit indischen Paläontologen und dem American Museum of Natural History in New York gelang den Wissenschaftlern eine detaillierte Bearbeitung der Fossilien. „Der indische Bernstein unterscheidet sich in seiner chemischen Zusammensetzung deutlich von dem Baltischen Bernstein des Ostseeraumes und lässt sich in organischen Lösungsmitteln leicht lösen“, erklärt Christina Beimforde, Spezialistin für fossile Pilze am Courant Forschungszentrum.
„Durch diese Besonderheit konnten wir eines der Mykorrhizasysteme aus dem fossilen Harz herauslösen. Durch ultrastrukturelle Analysen unter dem Rasterelektronenmikroskop konnten wir dieses Präparat genauso akribisch untersuchen wie die heute lebenden.“ In weiteren Untersuchungen wurden nun die organischen Bestandteile der versteinerten Pilz-Pflanzen-Lebensgemeinschaft analysiert. So haben die Forscher beispielsweise erstmals den schwarzen Farbstoff Melanin in fossilen Pilzen nachgewiesen.
Schlüsselinnovation in der Evolution der Pflanzen
Bereits vor über 400 Millionen Jahren unterstützten Pilze die Pflanzen bei der Eroberung des Festlandes – diese Lebensgemeinschaft gilt als Schlüsselinnovation in der Evolution der Pflanzen. Nach Ansicht der Wissenschaftler ist der 52 Millionen Jahre alte Bernsteinfund ein weiterer Beleg für die morphologische Stabilität der Mykorrhizen, die auch in heutigen Ökosystemen eine wichtige Funktion einnehmen. (New Phytologist, 2011; DOI:10.1111/j.1469-8137.2011.03868.x)
(Universität Göttingen, 14.11.2011 – DLO)
