Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Pflanzen zwingen Pilzpartner zu fairem Verhalten

14.04.2016

Pflanzen reagieren intelligent auf ihre Umwelt: Wenn sie die Wahl zwischen kooperativen und weniger kooperativen Pilzpartnern haben, versorgen sie letztere mit weniger Nahrung und zwingen sie damit zu verstärkter Kooperation. Aufgrund dieser Ergebnisse glauben die Wissenschaftler, dass auch Pflanzen zum Testen von Markt- und Verhaltenstheorien herangezogen werden könnten.

Funktionieren Pflanzen nach wirtschaftlichen Gesichtspunkten? Sie tun es, wenn sie mit unterschiedlich gut kooperierenden Pilzpartnern vergesellschaftet sind. «Kohlenhydrate gegen Phosphate» lautet der Deal zwischen Pflanzen und Mykorrhiza-Pilzen, die sich nur in Gemeinschaft mit einem Partner ernähren können: Die Pflanze liefert dem Pilz Kohlenhydrate und wird von ihm in der Währung Phosphate «bezahlt». Zusätzliche Phosphate sind für die Pflanze hochattraktiv – sie ermöglichen ihr ein stärkeres Wachstum.


Von Arbuscular Mycorrhizal Fungi befallene Pflanzenwurzeln.

(Bild ©UZH)

Gute Partner zwingen schlechtere zu Leistungssteigerung

Spannend wird es, wenn eine Pflanze mit unterschiedlich kooperativen Pilzpartnern vergesellschaftet ist: einem «geizigeren», der pro gelieferte Kohlenhydrat-Einheit weniger Phosphate abliefert, und einem «grosszügigeren», der für seine Ernährung mit mehr Phosphaten «bezahlt».

«In einem solchen Fall kann sich die Pflanze entscheiden, dem geizigeren Partner gezielt weniger Kohlenhydrate zur Verfügung stellen», fassen die Öekologen Pascal Niklaus und Bernhard Schmid von der Universität Zürich die Resultate ihrer neuen Studie zusammen.

Mehr noch: Indem die Pflanze die Nahrungslieferung für ihren weniger kooperativen Pilzpartner drosselt – ihn quasi «aushungert» – bringt sie ihn dazu, ihr mehr von den begehrten Phosphaten zu liefern. Auf diese Weise wird der Partner dazu gebracht, ihr etwa gleichviel wie der grosszügigere Pilz zurückzugeben.

Dazu Andres Wiemken von der Universität Basel: «Die Pflanze nutzt die Konkurrenzsituation der beiden Pilze gezielt aus und löst einen quasi marktwirtschaftlichen Prozess aus, der von Preis und Leistung bestimmt wird».

Aufgrund dieser völlig neuen Einsicht in das Verhalten und die Entscheidungsfähigkeit von Pflanzen glauben die Forschenden, dass Pflanzen sich zum Testen allgemeiner marktwirtschaftlicher Theorien eignen würden. «Da Pflanzen ihre Entscheide aufgrund physiologischer Prozessen fällen und somit nicht durch subjektives Denken vom optimalem Verhalten abgelenkt werden, könnten sie sogar die besseren Modelle als Tiere und Menschen darstellen», sagt Bernhard Schmid von der Universität Zürich.

Bessere Produktivität dank Mykorrhiza-Pilzen

Die von Syngenta im Rahmen des «Plant Decision Making»-Projekts am «Zurich-Basel Plant Science Center» finanzierte Grundlagenforschung liefert ebenfalls praktische Erkenntnisse für die Agrarwirtschaft. «Mykorrhiza-Pilze steigern die Nachhaltigkeit und Produktivität von Agrarökosystemen», führt Bernhard Schmid aus. Es ist daher zentral, in der Landwirtschaft eine möglichst grosse Vielfalt an Mykorrhiza-Pilzen für die Zukunft zu erhalten.

Uralte Lebensgemeinschaft von Pflanzen und Mykorrhiza-Pilzen

Mykorrhiza-Pilze können nur in Gegenwart eines Pflanzenpartners leben, da sie selbst nicht in der Lage sind, sich zu ernähren. Der Pilz dringt mit seinen Fäden in das Wurzelwerk der Pflanze ein und wird von dieser mit Kohlenhydraten versorgt. Sie tut dies nicht uneigennützig, denn der Pilz beliefert sie mehr oder weniger grosszügig mit Phosphaten und anderen Nährstoffen. Dieser natürliche Dünger ist für das Pflanzenwachstum ausschlaggebend, so dass die Gemeinschaft mit einem Mykorrhiza-Pilz von Vorteil ist, auch wenn dieser nicht immer optimal kooperiert.

Die Gemeinschaft zwischen Pflanzen und Mykorrhiza-Pilzen existiert weltweit seit über 400 Millionen Jahren. Solche Pflanzen-Pilz-Systeme werden in einer nachhaltigeren Landwirtschaft in Zukunft eine wichtige Rolle spielen.

Literatur:
Alicia Argüello, Michael J. O. Brien, Marcel G. van der Heijden, Andres Wiemken, Bernhard Schmid und Pascal A. Niklaus. Options of partners improve carbon for phosphorus trade in the arbuscular mycorrhizal mutualism. April 14, 2016. Ecology Letters, doi: 10.1111/ele.12601

Weitere Informationen:

http://www.media.uzh.ch/de/medienmitteilungen/2016/Pflanzen-Pilzpartner.html

Melanie Nyfeler | Universität Zürich

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Ulmer Forscher beobachten Genomaktivierung "live" im Fischembryo
18.12.2018 | Universität Ulm

nachricht Einheitliche Qualitätsstandards für die Virenforschung
18.12.2018 | Universität Wien

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Wie Bakterien ein Antibiotikum ausschalten

Forscher des HZI und HIPS haben entdeckt, dass resistente Bakterien den Wirkstoff Albicidin mithilfe eines massenhaft gebildeten Proteins einfangen und inaktivieren

Gegen die immer häufiger auftauchenden multiresistenten Keime verlieren gängige Antibiotika zunehmend ihre Wirkung. Viele Bakterien haben natürlicherweise...

Im Focus: How bacteria turn off an antibiotic

Researchers from the HZI and the HIPS discovered that resistant bacteria scavenge and inactivate the agent albicidin using a protein, which they produce in large amounts

Many common antibiotics are increasingly losing their effectiveness against multi-resistant pathogens, which are becoming ever more prevalent. Bacteria use...

Im Focus: Wenn sich Atome zu nahe kommen

„Dass ich erkenne, was die Welt im Innersten zusammenhält“ - dieses Faust’sche Streben ist durch die Rasterkraftmikroskopie möglich geworden. Bei dieser Mikroskopiemethode wird eine Oberfläche durch mechanisches Abtasten abgebildet. Der Abtastsensor besteht aus einem Federbalken mit einer atomar scharfen Spitze. Der Federbalken wird in eine Schwingung mit konstanter Amplitude versetzt und Frequenzänderungen der Schwingung erlauben es, kleinste Kräfte im Piko-Newtonbereich zu messen. Ein Newton beträgt zum Beispiel die Gewichtskraft einer Tafel Schokolade, und ein Piko-Newton ist ein Millionstel eines Millionstels eines Newtons.

Da die Kräfte nicht direkt gemessen werden können, sondern durch die sogenannte Kraftspektroskopie über den Umweg einer Frequenzverschiebung bestimmt werden,...

Im Focus: Datenspeicherung mit einzelnen Molekülen

Forschende der Universität Basel berichten von einer neuen Methode, bei der sich der Aggregatzustand weniger Atome oder Moleküle innerhalb eines Netzwerks gezielt steuern lässt. Sie basiert auf der spontanen Selbstorganisation von Molekülen zu ausgedehnten Netzwerken mit Poren von etwa einem Nanometer Grösse. Im Wissenschaftsmagazin «small» berichten die Physikerinnen und Physiker von den Untersuchungen, die für die Entwicklung neuer Speichermedien von besonderer Bedeutung sein können.

Weltweit laufen Bestrebungen, Datenspeicher immer weiter zu verkleinern, um so auf kleinstem Raum eine möglichst hohe Speicherkapazität zu erreichen. Bei fast...

Im Focus: Data storage using individual molecules

Researchers from the University of Basel have reported a new method that allows the physical state of just a few atoms or molecules within a network to be controlled. It is based on the spontaneous self-organization of molecules into extensive networks with pores about one nanometer in size. In the journal ‘small’, the physicists reported on their investigations, which could be of particular importance for the development of new storage devices.

Around the world, researchers are attempting to shrink data storage devices to achieve as large a storage capacity in as small a space as possible. In almost...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Tagung 2019 in Essen: LED Produktentwicklung – Leuchten mit aktuellem Wissen

14.12.2018 | Veranstaltungen

Pro und Contra in der urologischen Onkologie

14.12.2018 | Veranstaltungen

Konferenz zu Usability und künstlicher Intelligenz an der Universität Mannheim

13.12.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Ulmer Forscher beobachten Genomaktivierung "live" im Fischembryo

18.12.2018 | Biowissenschaften Chemie

Notsignal im Zellkern – neuartiger Mechanismus der Zellzykluskontrolle

18.12.2018 | Biowissenschaften Chemie

Neue Methode für sichere Brücken

18.12.2018 | Architektur Bauwesen

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics