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StartseiteForschung aktuellDie älteste Wohngemeinschaft der Erde22.07.2014

BodenkrusteDie älteste Wohngemeinschaft der Erde

Die oberen Zentimeter der Erdoberfläche, die sogenannte Bodenkruste, schützen die Erde. Organismen aus Bakterien, Algen, Pilzen und Flechten, die voller Aktivität, doch in ihrem Zusammenspiel weitgehend unerforscht sind. Wissenschaftler der Universität Rostock wollen ihrem Geheimnis auf den Grund gehen.

Von Maren Schibilsky

Der aufgerissene und ausgetrocknete Boden eines abgelassenen Fischteiches in Jänschwalde (Brandenburg) am 02.03.2014. (picture alliance / ZB / Patrick Pleul)
Ausgetrockneter See: Gerade in Trockengebieten helfen die Bodenkrusten, zum Beispiel beim Speichern von Wasser. (picture alliance / ZB / Patrick Pleul)
Weiterführende Information

Wiederaufforstung: Erfolg durch Bodenbakterien und Pilze (Deutschlandfunk, Forschung aktuell, 07.03.2014)

Radioaktivität: Biologische Bodensanierung mit Hindernissen (Deutschlandfunk, Forschung aktuell, 18.12.2013)

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Labor am Institut für Biowissenschaften der Universität Rostock.

Biologin Nadine Borchardt öffnet einen schuhkartongroßen Inkubator, aus dem grelles Licht dringt. In dem Pflanzenbrutkasten wachsen in Petrischalen winzig grüne Organismen. Die Forscher haben sie von Ostseedünen auf Usedom, der Insel Rügen, dem Darß und aus Warnemünde mit gebracht.

"Das sind sehr unterschiedliche Organismen. Das reicht über Grünalgen, das sind Cyanobakterien bis hin zu Pilzen. Das ist eine große Gemeinschaft unterschiedlicher Organismen, die untereinander agieren."

Organismen müssen viel aushalten

Diese Wohngemeinschaft sind Bodenkrustenorganismen. Nur wenige Millimeter groß. Auf den Dünen überziehen sie den Sand mit einer dünnen grünlich-lila-farbenen Haut. Mit dem bloßen Auge ist das kaum zu erkennen, erzählt Projektleiter Ulf Karsten von der Universität Rostock. Diese Haut ist eine biologische Kruste. Und die Organismen, die sie bilden, müssen eine Menge aushalten.

"Wenn man an einer Dünenoberfläche lebt, ist es in der Regel sehr trocken. Der Wind pfeift da drüber. Sie haben eine sehr hohe Sonneneinstrahlung. Das heißt, diese Organismen müssen sich gegen diese beiden Faktoren schützen können. Das heißt, sie brauchen Austrocknungsschutz und sie brauchen auch Lichtschutz."

Bodenkrustenorganismen sind Überlebenskünstler. Überall auf der Welt. Sie erobern sich ihr Terrain dort, wo andere Organismen scheitern. Auf nackten Felsen, auf Wüstensand, auf Kippen oder Lavagestein. Man findet sie in Polarregionen genauso wie in gemäßigten Breiten oder in den Tropen. Sie bereiten mit ihrer Kruste den Standort für höhere Vegetation vor. Wie sie das genau machen, hat das Rostocker Team erforscht:

"Wir wissen, ganz wichtig sind immer die Cyanobakterien. Das sind die allerersten, die auf den nackten Boden treffen. Die haben die Eigenschaft, Klebstoffe auszuscheiden und die einzelnen Sandpartikel miteinander zu verkleben, sodass ein ganz dünnes Häutchen entsteht. Dann würden sich Grünalgen mit ansiedeln als Partner, die auch sehr klebrig sind. Wenn die dann diese Sandoberfläche stabilisiert haben, dann ist eigentlich der Boden vorbereitet für Folgeorganismen. Das sind Flechten, Moose, in späteren Stadien auch Gräser."

"Wirken wie eine Art Dünger"

Mehr als 200 Arten sind an der Krustenbildung auf Ostseedünen beteiligt. Diese Vielfalt hat die Forscher überrascht. Jetzt wollen sie die einzelne Funktion der Arten im Zusammenspiel ergründen, erzählt Ulf Karsten. Denn Krusten haben eine große Bedeutung für den Küstenschutz:

"Ganz wichtig ist die Stabilisierung des Sandes, der durch Wind sonst weggeweht wird. Was noch ganz wichtig ist, der Sand ist in der Regel sehr nährstoffarm. Wir konnten zeigen, dass die Krusten sehr viel Phosphor anreichern und damit den Boden verbessern. Sie wirken wie so eine Art Dünger. Das hat zur Folge, dass sich auch höhere Pflanzen ansiedeln können."

Außerdem können Bodenkrusten auch Wasser speichern. Gerade in Trockengebieten oder polaren Kältewüsten profitieren ganze Landstriche davon. Im August werden Ulf Karsten und sein Team nach Spitzbergen aufbrechen, um auf den zunehmend eisfreien Böden der Tundra neue Proben zu sammeln. Diese Forschungsarbeit hat ein Ziel. Erst, wenn die Krustenbildung richtig verstanden ist, kann sie weltweit genutzt werden. Erste Versuche gibt es bereits in China, wo man beispielsweise mithilfe von Bodenkrusten die Wüstenausbreitung verlangsamen will. Oder in Australien, wo ödes Grasland für Rinderherden wieder fruchtbar wird, wenn man die Bodenkruste erneuert und schützt.

"Dafür brauche ich eben einzelne Organismen. Das ist das, was wir hier machen, wir isolieren die Schlüsselorganismen aus den Krusten heraus, halten sie in einem künstlichem Klima. Mit solchen Kulturen kann man den nackten Boden wieder beimpfen. Das wird gemacht in China, in Australien - da sprüht man Cyanobakterien aus."

Aber auch hierzulande sind Bodenkrusten wichtig. Zum Beispiel bei der Rekultivierung von Bergbaufolgelandschaften, wenn sich auf nackten Kippenböden wieder Vegetation ansiedeln soll.

 

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