Verständnis der kryptischen Rolle, die Pilze in Ökosystemen spielen

Wenn Sie „Pilze“ sagen, denken die meisten Leute an Pilze, auffällige Fruchtkörper, aber die meisten Pilze produzieren keine Pilze. Es wird geschätzt, dass es auf der Erde ungefähr 3 bis 13 Millionen Pilzarten gibt, von denen viele mikroskopisch klein sind.

Sie leben in einer Reihe von Umgebungen wie in Böden, im Gewebe von Blättern in Regenwäldern und in tiefen Ozeanen. Laut einer neuen Übersicht in the Jahresberichte zu Ökologie, Evolution und Systematik.

Pilze werden oft mit Tod und Verwesung in Verbindung gebracht, wie Schimmel in einem Kühlschrank oder Pilze, die Blätter auf dem Waldboden zersetzen. „Wir denken normalerweise an Pilze als Zersetzer, aber sie sind kryptisch und machen viele verschiedene Dinge“, sagt Hauptautorin Bala Chaudhary, außerordentliche Professorin für Umweltstudien am Dartmouth College. „Pilze können auch als Nährstoff-Cycler, Krankheitserreger und Mutualisten fungieren, die in einer vorteilhaften Verbindung mit Pflanzen und anderen Organismen leben.“

Pilze können auch humanpathogen sein. Coccidiodes ist ein weiterer Bodenpilz, der als Folge von Landstörungen und Bodendegradation Sporen in die Luft freisetzt. Wenn die Sporen dieses Pilzes eingeatmet werden, können Kokzidien Talfieber, auch bekannt als Kokzidioidomykose, eine schwere Atemwegserkrankung, verursachen. Ein besseres Verständnis der Ausbreitung von Pilzen informiert die sich überschneidenden Disziplinen Bodenökologie, Klimagerechtigkeit und Umweltgesundheit.

„Experten, die in der Landwirtschaft, im öffentlichen Gesundheitswesen und in vielen anderen Bereichen arbeiten, sind daran interessiert, die Ausbreitung von Pilzen zu verstehen, da diese Informationen verwendet werden können, um Dinge wie zukünftige Erntepandemien und Ausbrüche menschlicher Krankheiten vorherzusagen“, sagt Chaudhary, der Ökologe ist. „Darüber hinaus ist die Untersuchung, wie sich Pilze ausbreiten, von zentraler Bedeutung für das Verständnis der Artenvielfalt von Pilzen und wo Arten auf der Erde verbreitet sind.“

Chaudharys Co-Autor-Analyse darüber, wie sich Pilze ausbreiten, ist das Ergebnis einer Zusammenarbeit, die sie während ihres Sabbaticals 2019-20 mit dem leitenden Autor Matthias Rillig, Professor für Pflanzenökologie am Institut für Biologie der Freien Universität Berlin, und Mitgliedern von ihm durchgeführt hat Labor.

Um vorhandene Informationen über die Verbreitung von Pilzen zu synthetisieren und neue Forschungsergebnisse in diesem Bereich hervorzuheben, verwendete das Team einen forschungsverwebenden Ansatz, der die Überprüfung von Zeitschriftenartikeln mit der Analyse von Trends im Verlagswesen kombiniert, auch bekannt als „Bibliometrie“. Das Team untersuchte von 1951 bis 2021 über 4.500 Dokumente aus fast 1.200 Quellen. Die meisten Artikel betrafen die Ausbreitungsforschung von Pilzen in den Vereinigten Staaten, dem Vereinigten Königreich und China.

Die Forscher fanden heraus, dass sich die wissenschaftliche Literatur über die Ausbreitung von Pilzen auf drei Themenbereiche konzentriert hat: Pilzkrankheiten, einschließlich des Klimawandels, dem am stärksten vertretenen Thema; Pilzvielfalt, Lebensgemeinschaften und Mykorrhizapilze, einschließlich Böden und Wälder; und die Evolution von Pilzen, einschließlich molekularer Methoden.

Als Teil ihrer Analyse stellen die Forscher theoretische Beziehungen zwischen der relativen Bedeutung von Ausbreitungsvektoren und räumlichen Maßstäben und Ausbreitungsvektoren auf. Sie identifizierten vier Skalen der Pilzbewegung von mikroskopischen bis hin zu Landschaftsskalen.

Winzige wurzelähnliche Strukturen von Pilzen auf Myzelebene bewegen sich im kleinsten Maßstab durch den Boden. Wirbellose Tiere, einschließlich Mikro-/Makroarthropoden wie Ameisen, und Regenwürmer können Pilze durch ihre Abgüsse und Nester transportieren, und kleine Säugetiere und Vögel, die Pilze über ihre Füße, Federn und Verdauungswege transportieren können, dienen als Vektoren für die Bewegung von Pilzen in größerem Maßstab. Abiotische Vektoren wie Wasser und Wind sind für die Pilzbewegung im größten Maßstab über die Landschaft und die Kontinente verantwortlich. Flüsse transportieren Sedimente, die Pilze enthalten, über Kontinente hinweg, Meeresströmungen und Gezeiten sowie Niederschläge und Menschen spielen alle eine Rolle beim globalen Transport von Pilzen.

„Durch den Klimawandel wird die Umgebung in einigen Regionen trockener und in anderen feuchter, Faktoren, die sich dort ändern können, wo Pilze leben“, sagt Chaudhary. „Bodenstörungen durch Landwirtschaft, Landentwicklung und andere menschliche Aktivitäten können auch Bodenpilze in die Luft freisetzen.“

„Der Klimawandel kann in Verbindung mit der anthropogenen Landnutzung die Art und Weise, wie sich Pilze bewegen, wirklich beeinflussen. Die relative Bedeutung von Bewegungsvektoren ändert sich über den räumlichen Maßstab hinweg, aber es gibt nur sehr wenige Daten, die diese Beziehungen unterstützen“, sagt sie. „Es werden mehr Daten benötigt, um die Artenvielfalt von Pilzen und die vielen Faktoren zu verstehen, die ihre Bewegung in unseren Ökosystemen beeinflussen.“