Riesige Netzwerke von Pilzen könnten der Schlüssel zum Klimaschutz sein

Toby Kiers ist Professorin für Evolutionsbiologie an der Vrije Universiteit in Amsterdam. Ihre Forschung zu Pilzen hat sie zu Erkenntnissen darüber geführt, wie die Natur selbst die Klimakrise lösen kann. Kiers blickt über die erstaunliche Vielfalt der oberirdischen Pilze hinaus auf die verborgenen Systeme, die wir übersehen: Pilznetze, die sich im Boden ausbreiten und die Wurzeln von Bäumen und Pflanzen nähren.

In ihrem Labor fließen Ströme von Kohlenstoffmolekülen über Kiers‘ Computerbildschirm wie die öligen Blasen in einer Lavalampe. Beleuchtet und vergrößert bewegt sich der Kohlenstoff durch eine Infrastruktur aus hauchdünnen Röhren, die riesige unterirdische Netzwerke aus Pilzen bilden. Diese Systeme machen ein Drittel der lebenden Biomasse des Bodens aus, verbinden sie und unterstützen einen Großteil des Lebens auf der Erde. Böden enthalten etwa 75 % des terrestrischen Kohlenstoffs des Planeten, und Pilze spielen eine entscheidende Rolle. Sie seien „mächtige und unterschätzte Verbündete“ bei der Lösung des Klimawandels, sagte Kiers.

Am Montag veröffentlichte die Fachzeitschrift „Current Biology“ in Cell Press eine bahnbrechende Studie, die von Kiers mitverfasst wurde und zu der Bloomberg Opinion frühzeitig Zugang erhielt. Sie enthüllte, dass eine Gruppe von Pilzen, die als Mykorrhiza bekannt sind, mehr als 13 Milliarden Tonnen Kohlendioxid aufnehmen und speichern jährlich. Das ist fast der jährliche Treibhausgasausstoß von China und den USA zusammen.

Die Studie ist die erste, die berechnet, wie viel Kohlenstoff sich durch diese unterirdischen Netzwerke bewegt. Die Auswirkungen sind nicht nur für Klimawissenschaftler, sondern auch für politische Entscheidungsträger, Investoren und Innovatoren von entscheidender Bedeutung – sie alle müssen verstehen und unterstützen, welche Rolle Pilze bei den globalen Bemühungen zur Entfernung von überschüssigem Kohlenstoff aus unserer Atmosphäre spielen werden.

Unterstützung ist dringend erforderlich: Die Mykorrhiza-Netzwerke des Planeten werden durch Abholzung und industrielle Landwirtschaft belagert, die diese Systeme durch Bodenbearbeitung und den übermäßigen Einsatz von chemischen Düngemitteln und Pestiziden dezimiert. Auch Hitze, Dürre und andere klimatische Belastungen fordern ihren Tribut. Angesichts der aktuellen Trends werden bis zur Mitte des Jahrhunderts mehr als 90 % des Erdbodens degradiert sein – und damit auch die Pilznetzwerke darin.

Durch die Quantifizierung der Bedeutung von Pilzen schlägt Kiers‘ Studie einen Fahrplan für Maßnahmen vor. Das US-Landwirtschaftsministerium muss nicht nur die Forschungsanstrengungen in diesem Bereich ausweiten, sondern auch Anreize für die Umstellung auf eine regenerative Landwirtschaft schaffen. Für die Direktsaat, die den Boden und seine lebende Biomasse intakt lässt und gleichzeitig die Ernteerträge verbessert und Geld spart, sollte es Belohnungen – wenn nicht sogar Anforderungen – geben. Diese Methode wird nur auf etwa einem Drittel des US-Ackerlandes angewendet und verdient eine Masseneinführung.

Investoren können ihren Teil dazu beitragen, indem sie die Entwicklung präziser landwirtschaftlicher Werkzeuge finanzieren, darunter neue KI-Agrarroboter und Drohnentechnologien, die den Chemikalienverbrauch um bis zu 90 % senken können. Innovatoren, die an Technologien zur Kohlenstoffabscheidung und -speicherung arbeiten, die enorme Kapitalströme anziehen, sollten sich Modelle aus der Forschung zu Mykorrhiza-Netzwerken leihen: Diese riesige lebende Maschine bietet geniale Einblicke in die Bindung von Kohlenstoff.

Kiers beschrieb Mykorrhizen als „Ökosystemingenieure“, die den Wurzeln von Bäumen und Nutzpflanzen Stickstoff, Phosphor und andere Nährstoffe im Austausch für den Kohlenstoff liefern, den diese Pflanzen durch Photosynthese aufnehmen. Der Pilz nutzt diesen Kohlenstoff dann zum Wachsen und schafft so einen positiven Nährstoffkreislauf zwischen ober- und unterirdischen Systemen.

Diese Pilze können auf natürliche Weise mehr als 80 % der Nährstoffe einer Pflanze liefern. Doch mit chemischen Düngemitteln beladene Pflanzen schaffen es oft nicht, ihren Kohlenstoff an die Pilze zu übertragen, wodurch die unterirdischen Netzwerke geschädigt werden.

Selbst in seinem derzeit bedrängten Zustand ist die Komplexität des unterirdischen Systems außergewöhnlich: Wenn man es zu einem langen Filament ausdehnt, beträgt die Gesamtlänge der Pilznetzwerke im Boden weltweit etwa die Hälfte der Breite unserer Galaxie. „Dies ist ein 400 Millionen Jahre altes Lebenserhaltungssystem, das man ohne weiteres als eines der Wunder der lebenden Welt bezeichnen kann“, sagte mir Kiers.

Vielleicht noch erstaunlicher ist, wie wenig wir wissen: Welche Arten unterirdischer Pilze sind nicht nur am besten darin, Kohlenstoff aus Pflanzenwurzeln zu ziehen, sondern ihn auch weiterzuleiten und festzuhalten? Wir wissen es noch nicht. Kiers erforscht die Rolle von „Exsudat“, einer Pilzverbindung, die dazu beiträgt, den Boden „klebrig“ zu machen, ihn zusammenzuhalten und gleichzeitig Bakterien abzuwehren, die kontinuierlich die Netzwerke zerfressen und gespeicherten Kohlenstoff freisetzen. Wie können Exsudat und andere Verbindungen erhöht werden, sodass mehr Kohlenstoff unter der Erde eingeschlossen bleibt?

Wahrscheinlich gibt es Zehntausende Arten unterirdischer Pilze, die noch entdeckt und erforscht werden müssen. Sobald Wissenschaftler diesen Bereich verstehen und kartieren, könnten sie das System „anstoßen“, um seine Kohlenstofftransportkapazität zu erhöhen.

Kiers reist um die ganze Welt, um mit Pilzen beladene Bodenproben zu sammeln, und arbeitet über ihre neu gegründete Society for the Protection of Underground Networks (SPUN) mit einem globalen Kollektiv lokaler Wissenschaftler zusammen. Sie verwenden KI-Modelle, um Hotspots der Mykorrhiza-Biodiversität vorherzusagen. Vor Ort suchen sie die Landschaft nach Pilzen ab, die als „Fruchtkörper“ bekannt sind und die man über der Erde sieht – schleimig, violett, haarig, wachsartig, durchsichtig – die als Periskope für die Netzwerke unter der Oberfläche fungieren können. Sie extrahieren Pilz-DNA und schicken sie zur Sequenzierung.

Dieses Probenahmeprojekt, eine Zusammenarbeit mit GlobalFungi und dem Crowther Lab, zielt darauf ab, 10.000 Standorte zu umfassen und eine Open-Source-Karte der Pilznetzwerke des Planeten zu erstellen. Die Karten werden dazu beitragen, Hotspots der Kohlenstoffbindung zu kartieren und die Pilzarten zu identifizieren, die Trockenheit und Hitze am besten vertragen – und könnten nützlich sein, um sie in die Böden gefährdeter Ackerflächen einzubringen.

Kiers‘ Forschung bietet ein vielversprechendes neues Feld für die Bekämpfung des Klimawandels – aber nur, wenn Klimawissenschaftler, politische Entscheidungsträger und Investoren dieses neue Wissen nutzen, um Erhaltungsstrategien und Nahrungsmittelsysteme zu entwickeln, die die Erträge steigern und gleichzeitig das zugrunde liegende Lebensnetz schützen und nicht schädigen.

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(Korrigiert den dritten Absatz dahingehend, dass es sich um 13 Milliarden Tonnen handelt, nicht um Millionen.)

Diese Kolumne spiegelt nicht unbedingt die Meinung der Redaktion oder von Bloomberg LP und seinen Eigentümern wider.

Amanda Little ist Kolumnistin bei Bloomberg Opinion und befasst sich mit Landwirtschaft und Klima. Sie ist Professorin für Journalismus und wissenschaftliches Schreiben an der Vanderbilt University und Autorin von „The Fate of Food: What We'll Eat in a Bigger, Hotter, Smarter World“.

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