Ectomycorrhizal fungi as a reservoir of salmon-derived nitrogen in riparian forests
Diese Studie zeigt, dass ektomykorrhizale Pilze als bedeutendes biologisches Reservoir für marinen Stickstoff aus Pazifiklachsen fungieren, indem sie diese Nährstoffsubsidiierung in Uferwäldern einlagern und über Jahre hinweg zurückhalten, selbst nachdem die direkten Lachsimporte eingestellt wurden.
Originalarbeit lizenziert unter CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dies ist eine KI-generierte Erklärung eines Preprints, das nicht peer-reviewed wurde. Dies ist kein medizinischer Rat. Treffen Sie keine Gesundheitsentscheidungen auf Grundlage dieses Inhalts. Vollständigen Haftungsausschluss lesen
In den Wäldern des Südwestens Alaskas findet jeden Herbst ein stiller, aber lebenswichtiger Austausch statt. Pazifische Lachse, die Jahre in den nährstoffreichen Gewässern des Ozeans verbracht haben, kehren zu ihren Geburtsbächen zurück, um zu laichen und zu sterben. Ihre Körper sind nicht nur eine Mahlzeit für Bären und Adler; sie sind eine massive Lieferung von marinen Nährstoffen, insbesondere Stickstoff, in das Land. Stickstoff ist ein grundlegender Baustein des Lebens, essenziell für das Wachstum von Pflanzen, doch er ist oft knapp in den kalten, sauren Böden des borealen Waldes. Seit Jahrzehnten wissen Wissenschaftler, dass dieser Puls aus Lachs-Nährstoffen die Bäume und den Boden entlang der Flussufer düngt. Ein entscheidendes Puzzleteil blieb jedoch unter der Erde verborgen: die Rolle der Pilze. Diese fadenförmigen Organismen, die riesige Netzwerke bilden, die mit den Baumwurzeln verbunden sind, sind die primären Torwächter der Nährstoffe in diesen Wäldern. Sie helfen Bäumen dabei, Nahrung zu finden, im Austausch gegen Zucker, aber es war unklar, ob sie auch als Speichertank für den Stickstoff der Lachse fungieren – ihn festzuhalten und weiterzugeben – oder ob der Nährstoff einfach weggespült wurde oder sofort verbraucht wurde.
Ein Forscherteam machte sich daran, diese verborgene Verbindung in den Wäldern rund um das Wood-River-System zu untersuchen, speziell an den Bächen Hansen Creek, Happy Creek und Yako Creek. Über einundzwanzig Jahre hinweg führten Wissenschaftler am Hansen Creek ein einzigartiges Experiment durch, bei dem sie die Lachskadaver während der Laichzeit jedes Jahr von einer Seite des Bachs auf die andere bewegten. Dies schuf ein „lachsreiches“ Ufer und ein „lachsarmes“ Ufer, was einen direkten Vergleich ermöglichte, wie sich die zusätzlichen Nährstoffe auf das Ökosystem auswirkten. Die Forscher kehrten im Jahr 2020 an den Standort zurück, zwei Jahre nachdem das Experiment gestoppt worden war, um zu sehen, ob die Auswirkungen dieser Jahrzehnte an zusätzlichem Lachs anhielten. Sie sammelten Proben von Boden, Blättern von Weißfichten und Papierbirken sowie Fruchtkörper von Pilzen – den Pilzen, die über dem Boden auftauchen – über den gesamten Waldboden hinweg, vom Wasserrand bis einhundert Meter landeinwärts.
Die Studie ergab, dass das Erbe der Lachse tatsächlich noch vorhanden war, es jedoch einen spezifischen Weg genommen hatte. Die Forscher fanden heraus, dass der Stickstoff der Lachse von den Pilznetzwerken des Waldes absorbiert worden war. Tatsächlich schätzten sie, dass fast dreißig Prozent des im Pilz der Fruchtkörper gefundenen Stickstoffs in der Nähe des lachsreichen Ufers direkt von den Fischen stammten. Dies war eine bedeutende Entdeckung, da sie zeigte, dass Pilze nicht nur passiv im Boden liegen, sondern den marinen Nährstoff aktiv erfassen und zurückhalten. Dieser Effekt war bei bestimmten Arten von Pilzen am ausgeprägtesten, insbesondere bei solchen mit weit verzweigten Netzwerken, die sich weit durch den Boden ausstrecken können, um Nahrung zu finden. Diese Pilze, die dichte Matten und seilartige Strukturen bilden, konnten den Lachs-Stickstoff besser festhalten als ihre kurzreichweitigen Gegenstücke. Das Signal der Lachse war so stark, dass es auch zwei Jahre nach der letzten Manipulation der Kadaver noch in den Pilzen und Baumblättern nachgewiesen werden konnte, was bewies, dass diese Organismen den Nährstoff lange Zeit speichern können.
Interessanterweise zeigten die Bäume und der Boden selbst zwar Veränderungen, aber die Bäume und der Boden selbst zeigten nicht denselben dramatischen Wandel in der Nährstoffkonzentration. Die Bäume wuchsen nicht signifikant schneller und enthielten nicht insgesamt mehr Stickstoff, und der Hauptboden schien auch nicht reicher zu sein. Dies deutet darauf hin, dass die Pilze als spezialisierter Speicher fungieren, der den Lachs-Stickstoff in ihrem eigenen Gewebe hortet, anstatt ihn sofort in den Boden oder in die Bäume abzugeben. Es scheint, dass die Pilze diese zusätzliche Nahrung nutzen, um ihre eigenen Netzwerke aufzubauen und mehr Pilze zu produzieren, was effektiv ein biologisches Sparkonto für den Nährstoff schafft. Die Studie hob auch hervor, dass die Art und Weise, wie Wissenschaftler diese Nährstoffe messen, präziser sein muss. Da Pilze und Bäume Nährstoffe auf eine komplexe Weise austauschen, die die chemische Signatur des Stickstoffs verändert, können einfache Messungen unterschätzen, wie viel Lachs-Nahrung tatsächlich den Wald erreicht.
Die Ergebnisse legen nahe, dass Pilze ein kritischer, wenn auch oft übersehener Teil des Lachs-Nährstoffkreislaufs sind. Sie sind nicht nur Zuschauer, sondern aktive Teilnehmer, die die marinen Nährstoffe einfangen, speichern und potenziell tief in den Wald hinein umverteilen. Diese Speicherkapazität bedeutet, dass selbst wenn die Lachspopulationen schwanken oder wenn die Fische für eine Saison fehlen, die Pilze diese Nährstoffe möglicherweise langsam über die Zeit hinweg freisetzen und so den Wald unterstützen, lange nachdem die Fische zersetzt wurden. Da die Lachspopulationen in vielen Regionen Rückgänge verzeichnen, wird das Verständnis dieses Pilzreservoirs immer wichtiger. Wenn die Fische verschwinden, könnten die Pilze eine lebenswichtige Nahrungsquelle verlieren, was die Funktionsweise des gesamten Waldökosystems verändern könnte. Die Forschung bestätigt, dass die Geschichte von Lachsen und Wäldern nicht nur von den Bäumen und dem Wasser handelt, sondern auch von dem riesigen, unsichtbaren Pilzgeflecht unter der Erde, das hilft, den Nährstoffkreislauf am Laufen zu halten.
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