Veränderungen in den Northwoods stellen Flechtenpartnerschaften vor Herausforderungen

Flechten, die viele Menschen für einen einzelnen Organismus halten, sind in Wirklichkeit eine Gemeinschaft mehrerer Arten, deren Überleben voneinander abhängt. Die Flechtensymbiose umfasst mindestens einen Pilz und eine Alge sowie andere Pilze und Bakterien in Rollen, die von Biologen noch erforscht werden.

Der anhaltende Gesundheitszustand der Flechten ist für die Zukunft unserer nördlichen Wälder von entscheidender Bedeutung, da sie für viele Tiere eine wichtige Nahrungsquelle im Winter darstellen. Sie sind außerdem wertvolle „Wächter“ der Luftqualität und der Umweltgesundheit. Aus diesen Gründen möchten Wissenschaftler unbedingt verstehen, wie sie vom Klimawandel beeinflusst werden könnten.

Neue Forschung veröffentlicht In Wissenschaftliche Fortschritte von der University of Minnesota untersuchten die Symbiose in borealer Eichenflechte, einer auf mehreren Baumarten in Minnesota und den Northwoods weit verbreiteten Art.

Durch den Einsatz mehrerer Forschungsmethoden fand das Team Folgendes heraus:

  • Die Partnerorganismen, die Flechtensymbiosen bilden, arbeiten nicht immer synchron. So kann ein Organismus extrem auf Veränderungen der Feuchtigkeit reagieren, während sein Partner hiervon unberührt bleibt.
  • Diese Unterschiede können dazu führen, dass einer der Partner unter bestimmten Bedingungen seinen Alleingang startet und so die Symbiose zerstört. Andere Studien haben dies bei Korallen beobachtet.
  • Anhand von Gasaustauschdaten konnte das Team nachweisen, dass Asymmetrien im Kohlenstoffhaushalt in evolutionär unterschiedlichen Flechtengruppen weit verbreitet sind.
  • „Bei Sommertemperaturen führt Benetzung mit mehr als Wasserdampf zu nicht nachhaltigen Kohlenstoffverlusten bei borealen Eichenflechten, was erklären könnte, warum sie feuchte Umgebungen wie Sümpfe bevorzugen“, sagte Daniel Stanton, Assistenzprofessor am College of Biological Sciences. „Wir wussten bereits, dass diese Art anfällig für Hitze und Austrocknung ist, jetzt können wir beginnen, genau zu verstehen, wie und warum – alles wichtige Erkenntnisse über die Bedrohungen durch den zukünftigen Klimawandel.“

    In einfachen Fällen von Symbiose, wie etwa bei einem Clownfisch und einer Seeanemone, können die Bedürfnisse der Partnerorganismen ausgewogen und komplementär sein. Die Forschung zeigt jedoch, dass die Symbiose bei Flechten komplexer ist und jeder Organismus auf wechselnde Wetterbedingungen oder Umweltbelastungen anders reagieren kann.

    „Unerwarteterweise macht die Alge einfach ihr eigenes Ding: Sobald sie aktiv ist, scheint sie auf die großen Veränderungen, die der Pilz durchmacht, wenn wir flüssiges Wasser hinzufügen, überhaupt nicht zu reagieren“, sagte Stanton. „Es sollte keine Überraschung sein, dass die verschiedenen Organismen, die Flechtensymbiosen bilden, auf unterschiedliche Signale reagieren, aber es war oft viel zu leicht, dies aus den Augen zu verlieren, wenn man mit so scheinbar eng integrierten Symbiosen arbeitet.“

    Zukünftige Forschungen werden sich darauf konzentrieren, herauszufinden, wann die Komponenten der Flechtensymbiose aufeinander abgestimmt sind und wann nicht. Das Team hofft, besser zu verstehen, was jeder Organismus unter verschiedenen Umständen tut.

    Mehr Informationen:
    Abigail R. Meyer et al., Symbionten im Ungleichgewicht: Entkoppelte physiologische Reaktionen sind in Flechtengesellschaften weit verbreitet und ökologisch wichtig, Wissenschaftliche Fortschritte (2024). DOI: 10.1126/sciadv.ado2783

    Zur Verfügung gestellt von der University of Minnesota

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