Pflanzen leben eng mit Bodenbakterien zusammen: Sie fördern eine spezifische mikrobielle Gemeinschaft, die die Wurzeln besiedelt und das Wachstum der Pflanzen verbessert. Bestimmte Bakterien wie die Pseudomonaden bilden Wirkstoffe, die die Wirtspflanze gesund halten und vor Krankheitserregern schützen. Wissenschaftler der Universität Göttingen konnten zeigen, dass die Vielfalt der mikrobiellen Gemeinschaften entscheidend für ihre schützende Wirkung auf Pflanzen ist.
Pflanzen leben eng mit Bodenbakterien zusammen: Sie fördern eine spezifische mikrobielle Gemeinschaft, die die Wurzeln besiedelt und das Wachstum der Pflanzen verbessert. Bestimmte Bakterien wie die Pseudomonaden bilden Wirkstoffe, die die Wirtspflanze gesund halten und vor Krankheitserregern schützen. Wissenschaftler der Universität Göttingen konnten zeigen, dass die Vielfalt der mikrobiellen Gemeinschaften entscheidend für ihre schützende Wirkung auf Pflanzen ist. Sie bildeten Bakteriengemeinschaften von hoher und geringer Vielfalt und fanden heraus, dass sich Gemeinschaften mit höherer Vielfalt schlechter entwickelten und dann nicht mehr in der Lage waren, die Wirtpflanzen vor Krankheiten zu schützen. Die Ergebnisse der Studie wurden in der Fachzeitschrift Ecology Letters veröffentlicht.
Nützliche Bodenbakterien (am Rand) hemmen den Pflanzenkrankheitserreger Rhizoctonia solani, der die Rübenfäule verursacht. Foto: Universität Göttingen
„Je mehr unterschiedliche Arten aufeinandertreffen, desto größer ist der Kampf um den Lebensraum. Anstatt sich funktionell zu ergänzen, töten sich die Konkurrenten gegenseitig, und dies kann zum Zusammenbruch der ganzen Gemeinschaft führen“, erklärt Dr. Alexandre Jousset vom Johann-Friedrich-Blumenbach Institut für Zoologie und Anthropologie und Leiter der Studie. Dieses bemerkenswerte Verhalten führen die Forscher darauf zurück, dass es nur wenige unterschiedliche Nischen im untersuchten System gab, die verhinderten, dass verschiedene bakterielle Stämme nebeneinander existieren konnten.
Junge Pflanzen, die in Anwesenheit von einem Bodenschimmelpilz wachsen. Die Pflanzen rechts im Bild sind alle wegen des Pilzbefalls gestorben, während die Pflanzen links dank Zugabe nützlicher, pilzhemmender Bakterien vor der Krankheit geschützt werden konnten.
Foto: Universität Göttingen
„Somit konnte erstmals gezeigt werden, dass sich Biodiversität negativ auf ein Ökosystem auswirken kann“, sagt Joachim Becker, Autor der Studie. Die Erkenntnisse aus Beckers Diplomarbeit stellen einen wichtigen Schritt für die Erforschung der Lebensbedingungen von nützlichen Bodenmikroorganismen dar und zeigen, wodurch das Überleben dieser Bodenbakterien bestimmt wird. Die Arbeit kann damit zur Verbesserung des natürlichen Pflanzenschutzes sowie zur Verringerung des Einsatzes von Pestiziden im intensiven Ackerbau beitragen.
Originalveröffentlichung: Joachim Becker et al. Increasing antagonistic interactions cause bacterial communities to collapse at high diversity. Ecology Letters 15 (2012): 468-474. DOI: 10.1111/j.1461-0248.2012.01759.x
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