Polynesische Insel bietet „Schatztruhe“ der Artenvielfalt von Pilzen

Die Inseln im Südpazifik sind ein Hotspot für die Artenvielfalt, aber ihre zerklüfteten Gipfel, heißen und feuchten Bedingungen und abgelegenen Orte schränken die Fähigkeit der Wissenschaftler ein, die vielen fantastischen Lebensformen in der Region zu dokumentieren.

In einer neuen Studie, die diese Woche in der Zeitschrift für Biogeographie, liefern Forscher der University of California, Berkeley, die erste detaillierte Beschreibung der beeindruckenden Vielfalt an Pilzen, die auf der polynesischen Insel Mo’orea zu Hause sind. Die Sammlung umfasst mehr als 200 Arten von Makropilzen – d. h. Pilze, die sichtbare Fruchtkörper produzieren – von denen viele für die Wissenschaft neu sein könnten.

„Es ist wie eine Fundgrube“, sagte der Hauptautor der Studie, Matteo Garbelotto, Spezialist für Genossenschaftsberatung und außerordentlicher Professor für Umweltwissenschaften, -politik und -management an der UC Berkeley. „Es ist wirklich Neuland in der Evolutionsbiologie und Biodiversität des Pilzreiches, und dies ist einer der ersten Versuche, Basisinformationen über die Pilzvielfalt zu generieren, nicht nur für Mo’orea, sondern für die gesamte und riesige Region Insular Oceania.“

Als Teil des Mo’orea Biocode-Projekts verbrachte das Studienteam Monate damit, auf der Suche nach neuen Pilzarten über die Insel zu wandern und schließlich insgesamt 553 Pilzproben zu sammeln und die DNA von 433 von ihnen zu sequenzieren. Da nur eine Handvoll der sequenzierten Exemplare exakte genetische Übereinstimmungen mit anderen bekannten Arten aufweisen, enthalten die Mo’orea-Sammlungen wahrscheinlich völlig neue Arten.

Durch den Vergleich der DNA-Sequenzen dieser Pilze mit denen anderer Arten auf der ganzen Welt war das Team auch in der Lage, herauszufinden, woher die Artenvielfalt der Pilze auf der abgelegenen Insel stammen könnte. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Mehrheit der Arten oder ihre Vorfahren von Ostwinden aus Australien oder anderen südpazifischen Inseln getragen wurden, obwohl eine kleine Anzahl möglicherweise von Menschen aus weit entfernten Orten wie Ostasien nach Mo’orea gebracht wurde. Europa und Südamerika.

„Wir waren wirklich an der Biodiversität der Insel interessiert“, sagte der Erstautor der Studie, Todd Osmundson, der die Arbeit als Postdoktorand an der UC Berkeley abgeschlossen hat. „Mo’orea ist eine Insel mitten im Ozean, und es ist eine geologisch junge Vulkaninsel. Sie hat nie ein anderes Stück Land berührt. Wie sind Pilze dorthin gekommen und woher kommen sie?“

Das Verständnis sowohl der Biodiversität der Pilze auf der Insel als auch der Art und Weise, wie verschiedene Arten um die Welt gereist sind, um an diesen abgelegenen Ort zu gelangen, kann Wissenschaftlern dabei helfen, sich mit den anhaltenden Auswirkungen des weltweiten Reisens und Handels auf die Biodiversität auseinanderzusetzen.

„Das Mo’orea BioCode-Projekt war die erste All-Taxa-Untersuchung einer tropischen Insel, die DNA-Gutscheine und andere zugehörige Informationen enthielt. Es umfasste alle Organismen aus marinen und terrestrischen Lebensräumen und alles, was größer als Bakterien ist“, sagte George Roderick, William Muriece Hoskins-Professor für Umweltwissenschaften, -politik und -management an der UC Berkeley. „Seitdem haben sich die Daten als enorm wertvoll erwiesen, um die Auswirkungen des globalen Wandels auf Mo’orea, aber auch auf andere tropische Pazifikinseln zu überwachen.“

„Jeden Tag hatten wir eine andere Herausforderung“

Das Mo’orea Biocode Project wurde von Neil Davies, Executive Director der Gump South Pacific Research Station der UC Berkeley, geleitet und lief von 2007 bis 2010. Eine der Motivationen für das Projekt war die Schaffung eines Modellökosystems, das zur Beantwortung grundlegender Fragen verwendet werden konnte Fragen zur Funktionsweise von Ökosystemen.

„Pilze sind wirklich wichtige Teile von Ökosystemen“, sagte Osmundson, der derzeit Professor für Biologie an der University of Wisconsin-La Crosse ist. „Sie fungieren als primäre Zersetzer und in einigen Fällen (als) Krankheitserreger, die zerfallende organische Stoffe abbauen und die Nährstoffe in Formen recyceln, die andere Organismen verwenden können. Sie sind auch als Symbionten sehr wichtig. Sie leben mit anderen Organismen zusammen und profitieren davon Organismus im Austausch gegen andere Dinge. Zum Beispiel heften sich einige Pilze an die Wurzeln von Pflanzen und tauschen Nährstoffe mit ihnen aus.“

Um die Proben zu sammeln, verbrachte das Forschungsteam Monate auf Mo’orea und begann jeden Tag vor Sonnenaufgang damit, Pilzproben aus allen Ecken des Ökosystems zu sammeln, einschließlich des Bodens, der Wurzeln und Blätter von Pflanzen und sogar der Luft.

Als die Hitze und Luftfeuchtigkeit im Laufe des Tages zunahmen, wurden die Außenbedingungen sowohl für die Wissenschaftler als auch für die empfindlichen Fruchtkörper der von ihnen gesammelten Pilze oft unwirtlich. Am frühen Nachmittag brachten sie ihre Proben zurück ins Labor und begannen mit der Dokumentation und Kultivierung der gefundenen Proben, wobei sie oft bis spät in die Nacht aufblieben, um ihre Arbeit abzuschließen.

„Das Gelände auf der Insel ist unglaublich steil, und wenn es regnet, wird es unglaublich matschig, und viele Bereiche werden nicht bewirtschaftet. Daher hatten wir jeden Tag eine andere Herausforderung“, sagte Garbelotto. „Es gibt einige Hänge, die man nur an Seilen erkunden kann. Ich erinnere mich, dass ich mit ausgestreckten Händen an einem Seil an den Abgrund geheftet war und versuchte, einen Pilz zu sammeln, der auf einem kleinen Felsvorsprung wuchs, wo man unmöglich laufen konnte. „

Jedes der Exemplare wurde fotografiert und zur Aufbewahrung im Universitätsherbarium getrocknet und mit Datenbanken bekannter Arten verglichen. Im Rahmen des Biocode-Projekts erhielt das Forschungsteam auch DNA-Sequenzen eines bestimmten Gens, die als eindeutiger „Barcode“ verwendet werden können, um eine Art von einer anderen zu unterscheiden.

„In vielerlei Hinsicht ist Mo’orea keine unberührte Insel, und das macht sie für mich sogar noch interessanter“, sagte Garbelotto. „Die Insel hat völlig unberührte Gebiete und auch Gebiete, die von Menschen bewohnt und tiefgreifend verändert wurden, beginnend mit der Ankunft der Polynesier vor 3.000 Jahren und bis vor relativ kurzer Zeit mit der Ankunft der Franzosen, Engländer und Amerikaner. Verglichen mit Orte, die völlig unberührt sind, ist Moorea für mich interessanter, weil es repräsentativer dafür ist, was die Welt tatsächlich ist.“

Weitere Co-Autoren der Arbeit sind Sarah E. Bergemann von der Middle Tennessee State University und Rikke Rasmussen, die als Freiwillige an der UC Berkeley an der DNA-Sequenzierung gearbeitet hat.