Neue Forschungsergebnisse der UC Riverside zeigen, dass Pilze und Bakterien, die Megabrände in Redwood-Tanoak-Wäldern überleben können, mikrobielle „Cousins“ sind, die sich oft vermehren, nachdem sie die Flammen gespürt haben.
Brände von noch nie dagewesener Größe und Intensität, so genannte Megabrände, treten immer häufiger auf. Im Westen verursacht der Klimawandel steigende Temperaturen und eine frühere Schneeschmelze, wodurch sich die Trockenzeit verlängert, in der die Wälder am anfälligsten für Brände sind.
Obwohl einige Ökosysteme an weniger intensive Brände angepasst sind, ist nur wenig darüber bekannt, wie Pflanzen oder die mit ihnen verbundenen Bodenmikrobiome auf Großbrände reagieren.
„Ohne nützliche Pilze, die die Wurzeln mit Nährstoffen versorgen, oder ohne Bakterien, die den zusätzlichen Kohlenstoff und Stickstoff im Boden nach dem Brand umwandeln, können sich Pflanzen wahrscheinlich nicht von Großbränden erholen“, sagte Sydney Glassman, Mykologe an der UCR und Hauptautor der Studie. „Das Verständnis der Mikroben ist der Schlüssel zu jeder Wiederherstellungsmaßnahme“.
Neben der Untersuchung der Auswirkungen von Megabränden auf die Mikroben des Redwood-Tanoak-Waldes ist die Studie auch aus einem anderen Grund ungewöhnlich. Die Bodenproben wurden vor und unmittelbar nach dem Soberanes-Brand 2016 in Monterey County von denselben Parzellen entnommen.
„Um diese Art von Daten zu erhalten, müsste ein Forscher die Parzelle fast selbst abbrennen. Es ist so schwierig, genau vorherzusagen, wo es einen Brand geben wird“, sagte Glassman.
Das Team war nicht überrascht, als es feststellte, dass der Brand von Soberanes massive Auswirkungen auf die Bakterien- und Pilzgemeinschaften hatte, die Zahl der Mikrobenarten ging um bis zu 70 % zurück. Sie waren jedoch überrascht, dass einige Hefen und Bakterien das Feuer nicht nur überlebten, sondern sich sogar vermehrten.
Zu den Bakterien, die sich vermehrten, gehörten Actinobakterien, die für die Zersetzung von Pflanzenmaterial verantwortlich sind. Das Team stellte auch eine Zunahme von Firmicutes fest, die dafür bekannt sind, dass sie das Pflanzenwachstum fördern, bei der Bekämpfung von Pflanzenpathogenen helfen und Schwermetalle im Boden beseitigen.
In der Kategorie der Pilze fand das Team einen massiven Anstieg der hitzeresistenten Basidioascus-Hefe, die in der Lage ist, verschiedene Bestandteile von Holz abzubauen, darunter Lignin, den zähen Teil der pflanzlichen Zellwände, der ihnen Struktur verleiht und sie vor Insektenangriffen schützt.
Einige der Mikroben haben möglicherweise neue Strategien angewandt, um ihre Anzahl in den verbrannten Böden zu erhöhen. „Penicillium nutzt wahrscheinlich die von Nekromasse oder ‚toten Körpern‘ freigesetzte Nahrung, und einige Arten sind möglicherweise auch in der Lage, Holzkohle zu fressen“, so Glassman.
Die vielleicht wichtigste Erkenntnis des Teams ist, dass Pilze und Bakterien – sowohl diejenigen, die den Megabrand überlebt haben, als auch diejenigen, die nicht überlebt haben – genetisch miteinander verwandt zu sein scheinen.
„Sie haben gemeinsame adaptive Eigenschaften, die es ihnen ermöglichen, auf Feuer zu reagieren, und das verbessert unsere Fähigkeit, vorherzusagen, welche Mikroben entweder positiv oder negativ auf Ereignisse wie diese reagieren werden“, so Glassman.
Im Allgemeinen weiß man nur wenig über Pilze und das ganze Ausmaß ihrer Auswirkungen auf die Umwelt. Es ist unbedingt notwendig, dass Studien wie diese fortgesetzt werden, um herauszufinden, wie sie der Umwelt helfen können, sich von Bränden zu erholen.
„Einer der Gründe, warum man so wenig über Pilze weiß, ist, dass es nur so wenige Mykologen gibt, die sie untersuchen“, so Glassman. „Aber sie haben wirklich wichtige Auswirkungen, insbesondere nach großen Bränden, die sowohl hier als auch weltweit immer häufiger und heftiger auftreten.
Quelle:
University of California – Riverside.