Diese neuen Erkenntnisse hinsichtlich der Frage, wie Austauschprozesse mit Pilzen die Artenvielfalt der Orchideen beeinflussen, sind möglich geworden durch die Forschungskompetenzen des Labors für Isotopen-Biogeochemie der Universität Bayreuth. Hier werden insbesondere Isotope des Stickstoffs und Kohlenstoffs schon seit vielen Jahren dafür eingesetzt, Nährstoff-Flüsse innerhalb von Ökosystemen zu analysieren und in Beziehung zur Verbreitung von Pflanzen- und Pilzarten zu setzen. Isotope sind Atome, die sich allein durch die Anzahl der Neutronen im Atomkern unterscheiden.
Unter Anleitung von Prof. Gerhard Gebauer, der das Labor für Isotopen-Biogeochemie leitet, wurden Vegetationsproben in drei südafrikanischen Regionen entnommen. Die isotopenchemischen Analysen führten zu dem Ergebnis, dass Orchideenarten, die nur entfernt miteinander verwandt sind, verschiedene Pilzarten als Partner wählen. So können sehr unterschiedliche Orchideen arten in räumlicher Nachbarschaft leben, ohne dass sie sich lebenswichtige Nährstoffe streitig machen. Falls diese Orchideen sich dann weiterverbreiten, kooperieren sie mit den gleichen Pilzarten, von denen sie auch in ihren ursprünglichen Siedlungsgebieten mit Mineralien versorgt wurden. Ein Unterschied zeigt sich allerdings im Vergleich mit nahe verwandten Orchideenarten: Diese suchen sich meistens Pilze der gleichen Art als Partner, so dass sie bei der Mineralstoffversorgung miteinander im Wettbewerb stehen.
Orchideen sind die artenreichste Pflanzenfamilie. Wie konnten weit mehr als 2000 Orchideen-Arten aus einer einzigen “Ur-Orchidee” hervorgehen, von der Evolutionsbiologen annehmen, dass sie möglicherweise “erst” vor rund 80 Millionen Jahren existiert hat? Die Wegbereiter dieser schnellen Ausdifferenzierung sind, wie das internationale Forscherteam zeigen konnte, die Bienen. Wenn nämlich Orchideen in neue Standorte vordringen, müssen sie sich häufig an die dort lebenden anderen Bienenarten anpassen, damit der Transport der Pollen gewährleistet ist. Aus diesen Anpassungsleistungen können neue Orchideenarten entstehen. Hinzu kommt ein weiterer Aspekt: Verschiedene Orchideenarten, die in enger Nachbarschaft leben und von Bienen derselben Art bestäubt werden, platzieren ihre Pollen an unterschiedlichen Stellen derselben Biene – beispielsweise auf verschiedenen Abschnitten ihres Vorderbeins. Diese Beobachtung spricht nach Auffassung der Wissenschaftler für die Annahme, dass das Bestreben der Orchideen, den Körper der Bienen optimal für die Pollen-Übertragung zu nutzen, erheblich zur Herausbildung verwandter Orchideenarten beigetragen hat.
Wechselwirkungen mit anderen Lebewesen haben eine nicht zu unterschätzende Bedeutung für die Entstehung und Bewahrung der Artenvielfalt. Dieser grundsätzliche Aspekt ihres Forschungsprojekts ist für Prof. Gebauer von besonderer Aktualität. “Infolge des Klimawandels werden sich in zahlreichen Regionen der Erde die Voraussetzungen für das Zusammenwirken von Pflanzen, Tieren und Pilzen ändern. Schon heute ist beispielsweise zu beobachten, dass sich die Qualität der Böden vielerorts verschlechtert und Insektenarten aussterben,” erklärt Gebauer. “Wenn dadurch die Spielräume für Interaktionen zwischen verschiedenen Lebewesen sinken, ist davon die Artenvielfalt möglicherweise stärker betroffen, als man bisher vermutet hat.”
