SPITZBERGEN / LONDON (IT BOLTWISE) – Neue Daten aus arktischen Fjorden zeigen, dass Pilze im Meeresboden Kohlenstoff besonders effizient aufnehmen und über lange Zeiträume speichern können. Ein Team um William Orsi von der LMU München untersuchte dafür Sediment- und Meerwasserproben aus dem Kongsfjord und verfolgte den Weg markierter organischer Verbindungen. Die Ergebnisse rücken damit einen bislang unterschätzten Mechanismus in den Mittelpunkt, der die mikrobielle Kohlenstoffpumpe in Fjorden maßgeblich prägen könnte. Für die Klimamodellierung und künftige Monitoring-Strategien bedeutet das: weniger Bauchgefühl, mehr Biogeochemie im Blick.
Fjorde gelten in der Klimabilanz oft als besonders sensible Übergangsräume: Sie fangen einen Teil des Kohlenstoffs ab, der sonst tiefer in den Ozean entweichen würde, und sie reagieren zugleich schnell auf Temperatur- und Eisbedingungen. Genau hier setzen die neuen Ergebnisse an, die Pilze als zentralen Mitspieler in der marinen Kohlenstoffspeicherung zeigen. Während Pilze lange vor allem als ökologische Akteure an Land betrachtet wurden, verschiebt die Studie den Fokus auf den Meeresboden. Für Unternehmen und Forschungsteams, die Klimarisiken über robuste Kennzahlen bewerten, wird damit ein Detail relevant: Mikroorganismen sind nicht nur „Mitläufer“, sondern können prozessentscheidend sein.
Technisch betrachtet geht es um die Frage, was mit organischer Substanz im Sediment passiert, nachdem sie von der Wassersäule in Richtung Boden abgesunken ist. In vielen Modellen dominiert die Annahme, dass gelöste organische Verbindungen durch mikrobielle Aktivität entweder rasch in Kohlendioxid überführt werden (Mineralisation) oder zumindest teilweise in Biomasse eingebaut und später konserviert werden. Die Studie zeigt nun, dass Pilze einen deutlich größeren Anteil an der Aufnahme und Einlagerung übernehmen können, als bisher erwartet wurde. Der Befund basiert auf der Beobachtung, dass ein höherer Pilzanteil im Sediment mit mehr aufgenommenem und länger gehaltenem Kohlenstoff zusammenfällt.
Als Datengrundlage dienten Proben aus dem Kongsfjord an der Westküste von Spitzbergen, ergänzt durch Proben aus umliegenden Böden und aus Gletschern. Die Forschenden arbeiteten in den Sommern 2023 und 2024 und setzten der natürlichen organischen Matrix gezielt markierte Substanzen zu: Aminosäuren und Zellulose in unterschiedlichen Konzentrationen, jeweils mit Isotopen markiert, sodass der Weg des Kohlenstoffs nachverfolgt werden konnte. Damit ließen sich nicht nur Speicher- und Umwandlungsraten abschätzen, sondern auch die Beiträge von Bakterien versus Pilzen besser gegeneinander abgrenzen. Die Pilzgemeinschaften wirkten dabei wie eine spezifische „WG“ im Sediment: Sie unterschieden sich klar von den Gemeinschaften in Meerwasser- und terrestrischen Proben.
Gerade diese Gegenüberstellung unterstreicht den Markt- und Wettbewerbskontext der Forschung: Nicht die Existenz von Pilzen ist neu, sondern ihre prozessuale Relevanz im Kohlenstoffkreislauf. Während bakterielle Prozesse in der marinen Kohlenstoffpumpe seit Jahren stärker im Fokus stehen, bleibt die Rolle mariner Pilze laut Einschätzung von Marlis Reich von der Universität Bremen bislang vergleichsweise wenig untersucht. Aus Expertenperspektive bedeutet das: Ein Mechanismus kann „detektierbar“ sein, aber trotzdem in Modellen untergewichtet werden. Thorsten Dittmar (Universität Oldenburg) ordnet die Dimension der organischen Speicherplätze ein und betont, dass viele molekulare Bausteine im Ozean noch unbekannt sind, aber die Bewohnbarkeit des Planeten mitsteuern. Für die Industrie heißt das: Mess- und Modellierungsprogramme, die nur einen Teil der Mikrobiologie abdecken, laufen Gefahr, systematisch zu verfehlen.
Historisch betrachtet ist die Erkenntnis anschlussfähig an eine Entwicklung, die man als schrittweises „Entmystifizieren“ komplexer Biogeochemie beschreiben kann. Über Jahrzehnte wurden Kohlenstoffflüsse häufig über makroskopische Größen wie Partikeltransport, Sauerstoffverhältnisse und generische mikrobiologische Annahmen erklärt. Mit Fortschritten in Isotopen-Tracing, DNA-basierten Analysen und Sensortechnik ist es heute möglich, Mechanismen auf der Ebene funktionaler Gruppen stärker zu isolieren. Die Überraschung der Forschenden war dabei methodisch und biologisch: Sie hatten eigentlich erwartet, dass die Mineralisation gelöster Substrate einen größeren Anteil ausmacht. Stattdessen zeigte sich eine hohe Effizienz der Pilze beim Aufbau und bei der längerfristigen Speicherung kohlenstoffreicher Verbindungen.
Ein wichtiger Punkt bleibt jedoch die Übertragbarkeit auf die reale Meeresumgebung. Aminosäuren und Zellulose sind zwar zentrale Beispiele für organische Substanzen, aber sie bilden nur einen winzigen Ausschnitt der Vielfalt dessen, was in Fjorden tatsächlich existiert. Der Ozean enthält zahlreiche, oft bislang nicht charakterisierte organische Moleküle, die je nach Temperatur, Sauerstoff, Salinität und Partikelchemie unterschiedlich abgebaut oder konserviert werden. Deshalb wird der Nutzen der Studie vor allem darin liegen, einen bislang blinden Fleck zu verkleinern: Pilze müssen in die Diskussion zur mikrobiellen Kohlenstoffpumpe und zur Sedimentkonservierung stärker einbezogen werden, ohne dabei zu behaupten, dass die gemessenen Laborbedingungen 1:1 auf alle Lebensräume übertragbar sind.
Für die Zukunft zeichnet sich ein klarer Forschungsauftrag ab, der zugleich in Richtung Monitoring und Modellierung wirkt. Juan Carlos Trejos-Espeleta, Erstautor der Studie, hebt hervor, dass die Arktis sich in sehr kurzer Zeit verändert und das Verständnis dafür nicht nur über einzelne Messreihen, sondern über Mechanismen erfolgen muss. Für Unternehmen, die in den Feldern Umweltberichterstattung, Risikoanalyse oder Bioökonomie aktiv sind, ist das relevant, weil künftige Kennzahlen stärker mit Prozesswissen verknüpft werden müssen. In der praktischen Forschung bedeutet das: Wenn Pilze im Sediment tatsächlich so effizient konservieren, sollten nächste Kampagnen gezielter die Zusammensetzung und Aktivität von Pilzgemeinschaften über die Jahres- und Klimagänge hinweg erfassen. So kann die Modellierung der Kohlenstoffdynamik besser abbilden, wie sich durch Erwärmung und veränderte Eisbedingungen die „Speicherpfade“ verschieben.
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