Pilze als Lebensgemeinschaft

Mykorrhiza bei Orchideen
Die Lebensgemeinschaft oder Symbiose einer Pflanze mit einem Wurzelpilz wird Mykorrhiza genannt. Ohne diese wichtige Lebensgemeinschaft wäre Keimung und Wachstum bei den circa 25′000 Orchideenarten nicht möglich.

Es ist erstaunlich, dass eine so hoch spezialisierte Pflanzenfamilie wie die der Orchidaceae weltweit verbreitet ist und, trotz der eigenartigen Entwicklungsstufen der einzelnen Arten, die zahlreichste Blütenpflanzenfamilie geworden ist.

Noël Bernard, der Entdecker
Die Symbiose oder Lebensgemeinschaft, die der Samen und die Wurzeln mit einem oder mehreren Pilzen eingehen, wurde vom französischen Forscher Noël Bernard 1909 entdeckt und beschrieben. Seit der Entdeckung von Bernard haben viele Forscher wie Burgeff (1936), Curtis (1939) und Harley (1959) über die spezielle Lebensweise der Orchideen geforscht. Heute ist die Forschung über die Mykorrhiza der Landpflanzen, im Speziellen der Orchideen, ein wichtiges Thema für viele Forscher geworden.

Die kleinsten Samen
Unter den Blütenpflanzen haben die Orchideen und die Begonien die kleinsten Samen. Das Gewicht pro Samen schwankt zwischen 0,3 und 14 μg (tausendstel Gramm). Im Gegensatz zu den grösseren Samen der meisten Blütenpflanzen ist in derartig winzigen Samen kein Raum zur Aufbewahrung von Nährstoffen, die für das Wachstum der Keimlinge nötig sind. Jeder Orchideensamen besteht aus einem aus acht bis hundert Zellen aufgebauten Embryo, der mit einer Samenschale oder einem Suspensor verbunden ist. Da im Samen der Orchideen kein Nährgewebe vorhanden ist, kann man sagen, dass sie auch kein Keimblatt besitzen.

Rekorde
Mit den winzigen Samen haben die Orchideen eine bei den Blütenpflanzen seltene Strategie entwickelt, indem sie Samenkapseln mit tausenden Samen bilden. Rolfe (1919) schätzte, dass eine Kapsel von der Schwanenorchidee (Cychnoches chlorochilon) um 3′751′000 Samen enthält und jede Pflanze mehrere Samenkapseln hervorbringt, was zu einer astronomischen Anzahl Samen pro Pflanze führt.

Sind Orchideensamen infiziert?
Oakes Ames (1874-1950), ein ameri­ka­­­nischer Orchidologe, vertrat die An­sicht, dass aufgrund der Anzahl und der Leichtigkeit der Orchideensamen, die durch Wind auf weiten Strecken verbreitet werden können, sie zu den ersten Blütenpflanzen gehörten, die nach dem Vulkanausbruch auf Krakatau (1887) die Insel zwischen Sumatra und Java wieder besiedelten. Waren die Orchideensamen, die dort durch Wind ver­breitet wurden, bereits mit Pilzsporen infiziert?

Ohne Pilze keine Keimung
Weltweit finden wir im Erdreich sowie zum Beispiel auf der Rinde von Bäumen, auf abgestorbenen Tieren und Pflanzen Pilze, die in der Natur verschiedene Aufgaben erfüllen.
Zum Keimen und Leben brauchen alle Orchideen aber spezifische Mykorrhiza-Pilze. Diese dringen bei Samen, die verbreitet wurden, mit feinen Fäden (Hyphen) durch die aufgequollene Samenhaut in den Em­bryo und führen so dem nährgeweblosen Keimling lebenswichtige Stoffe wie Kohlenhydrate, Eiweisse, Aminosäuren, Vitamine und Hor­mo­ne zu. Der helfende Pilz kann dem keimenden Samen sogar beim Wasserhaushalt wesentlich dienen. So­bald der junge Orchideenkeimling grüne Blätter und durch Photosyn­the­se eigene vitale Stoffe aufbauen kann, entsteht ein physiologisches Gleich­gewicht zwischen den beiden Partnern. Dies ist aber nur ein Ideal­zu­stand. Der Pilz kann im Extremfall zu einem Parasiten werden und somit den Partner «auffressen». Eine an­dere Möglichkeit besteht, dass der Keimling das Pilzgewebe restlos verdaut und somit die Symbiose zerstört.

Ausgeglichene Lebensgemeischaft
Eine andere Mykorrhiza gibt es bei den grünen Orchideen, die in ih­ren Wurzelzellen Ständerpilz-Fäden knäu­elartig als Pelotons beherbergen. Diese Pelotons stehen mit dem Mycelium (Pilzfäden) in Verbindung, das von der Wurzel ins Erdreich ausstrahlt. Die grüne Pflanze versorgt den Pilz mit Kohlenhydraten (Zucker) aus der Photosynthese. Der Pilz hingegen verbessert die Aufnahme der lebenswichtigen Mineralsalze für die grüne Orchidee.

Der Extremfall
Den Extremfall der Ernährungsform bei Orchideen finden wir bei den chlorophyllosen Arten wie beispielsweise bei der Nestwurz Neottia nidus-avis, die alle lebensnotwendigen Nährstoffe von ihren Pilzen erhält. Die Orchidee wird buchstäblich zum Schmarotzer des Pilzes