17. Jul. 2017

Aufnahme eines teilweise fossilisierten Pilzgeflechts mit dem Rasterelektronen-Mikroskop.

Die Suche nach einem geeigneten Endlager für schwedischen Atommüll hat im tiefen Gestein Südschwedens eine ungewöhnliche Lebensgemeinschaft zwischen Pilzen und Mikroben zu Tage gefördert. In einem Bohrkern aus 740 Meter Tiefe fanden zwei schwedische Wissenschaftler ein Geflecht aus versteinertem Pilzgeflecht, an dem noch Reste eines ebenso versteinerten Biofilms hafteten. Ihren Fund stellen sie in "Nature Communications" vor.

Tief im Granit unter der südschwedischen Ostküste haben sich Pilze und verschiedene Einzeller ein gemütliches Plätzchen eingerichtet. "In einem Bohrkern aus 740 Metern Tiefe fanden wir einen Riss und darin versteinertes Pilzmyzel", berichtet Magnus Ivarsson, Forscher am Schwedischen Naturkundemuseum in Stockholm. 25 bis 30 Quadratzentimeter groß ist die Fläche, auf der Ivarsson und sein Kollege Henrik Drake von der Linnaeus-Universität im südschwedischen Växjö das Geflecht fanden. Drake hatte im Untergrundlabor der schwedischen Endlagerfirma SKB in Äspö Bohrkerne aus dem südschwedischen Granit untersucht und dabei den Riss gefunden. "Es war als ob wir eine Lebensgemeinschaft gefroren in der Zeit gefunden hätten", so Drake.

Das Geflecht aus Pilzfäden war gut mit dem bloßen Auge zu erkennen, es war zum Teil bereits versteinert, zum Teil waren noch die kohlenstoffhaltigen Überreste des früheren Pilzgewebes erhalten. An einer Stelle fanden die beiden Wissenschaftler auch Überreste eines Biofilm, der ebenfalls teilweise bereits versteinert war. Bei der genaueren Untersuchung im Labor des Stockholmer Naturkundemuseum fand Ivarsson Biomarker, aus denen allerdings nicht hervorging, welche Art von Einzeller den Film aufgebaut hatte. Auch das Alter der Gemeinschaft konnten die Forscher nur annäherungsweise auf zehn bis 100 Millionen Jahre bestimmen. "Das ist ein weites Zeitfenster, aber besser können wir es derzeit einfach nicht eingrenzen", so Ivarsson.

V.l.n.r.: Detailaufnahme von Pilzfäden. Pilzmyzel auf Mineralen. Verzweigungen und Fusionen von Pilzfäden.
Bild: Henrik Drake et al./Nature Communications

Aufgrund der großen Tiefe gehen die beiden Schweden davon aus, dass Pilze und Mikroben in einer nahezu sauerstofffreien und extrem nährstoffarmen Umgebung wuchsen. Das ist insbesondere für die Pilze ein Problem, denn sie brauchen organisches Material, das sie zersetzen und in Nahrung umwandeln können. Offenbar haben die Pilze in dem Bohrkerngranit das Problem gelöst, indem sie sich einen Mikrobenbiofilm "heranzüchteten". Von den wenigen bekannten Pilzarten, die ohne Sauerstoff auskommen, ist bekannt, dass sie bei ihrem Stoffwechsel molekularen Wasserstoff freisetzen. "Dieser Wasserstoff ist als Energiequelle für sulfatreduzierenden Bakterien attraktiv", so Ivarsson. Pilze und Bakterien konnten so eine Art Stoffkreislauf tief im uralten Granit des Baltischen Schildes aufbauen. In dem fehlt jegliche sonstige Energiequelle, denn es gibt keine hydrothermalen Wässer und auch keine nennenswerte Radioaktivität im Untergrund. Die Pilze lieferten sie den Bakterien in der Form des Wasserstoffs und ernährten sich im Gegenzug von den abgestorbenen, wenn nicht auch lebenden Teilen des mikrobiellen Biofilms. "Die Pilze ziehen offenbar den größten Vorteil daraus", so Ivarsson, "aber die Mikroben erhalten schließlich ebenfalls eine Lebensgrundlage."

Wie verbreitet diese Pilz-Bakterien-Kommunen in der Tiefen Biosphäre sind, können die beiden schwedischen Forscher nicht sagen. "Gut möglich, dass es immer nur lokale Gemeinschaften sind, dass es sie also nur hier in Südschweden gibt", meint Ivarsson. Allerdings gäbe es Untersuchungen aus finnischen und südafrikanischen Bergwerken, dass auch dort tief in der Erdkruste Pilze vorkämen. "Ich glaube daher", so Ivarsson, "dass wir immer mehr davon finden werden, weil wir erst jetzt wirklich mit der Suche beginnen."