Frankfurt – Flechten zählen zu den zähesten Lebensformen auf unserem Planeten, sie gelten als echten Überlebenskünstlern: Einigen Arten machen selbst widrigste Umweltbedingungen im hohen Norden nichts aus und auch klimastische Veränderungen scheint ihnen nichts anzuhaben. Wie deutsche Wissenschafter herausgefunden haben, bildet die Bereitschaft zur Untreue eine wichtige Grundlage für diesen Erfolg: Entlang eines Klimagradienten wechseln flechtenbildende Pilze nämlich ihren Algenpartner. Die Forscher vermuten, dass durch das Eingehen einer Symbiose mit einer jeweils optimal angepassten Alge, einige Flechten relativ schnell auf veränderte Klimabedingungen reagieren könnten.

Gemeinsam überleben

Flechten sind ein klassisches Beispiel für die Symbiose – Lebensgemeinschaften in denen Organismen gemeinsame Sache machen, um zu überleben. Jeder der beiden Partner, Pilz und Alge, hat dabei klare Aufgabenbereiche. Doch auch hier gilt wohl: "Augen auf bei der Partnerwahl". Wie Forscher vom Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrum herausgefunden haben, könnte die Alge nämlich entscheidend dazu beitragen, wie gut der flechtenbildende Pilz jeweils in verschiedenen Klimata zurechtkommt.

Die Wissenschafter konnten dabei nachweisen, dass die flechtenbildenden Pilze Lasallia pustulata und Lasallia hispanica je nach Standort mit unterschiedlichen Grünalgen aus der Gattung Trebouxia zusammenleben. An den Standorten herrscht unterschiedliches Klima. "Die Vermutung liegt daher nahe, dass der Austausch von Algenpartnern ein Mechanismus der flechtenbildenden Pilze ist, sich an unterschiedliche Klimabedingungen anzupassen", erklärt Imke Schmitt, Hauptautorin der im Fachblatt "New Phytologist" erschienenen Studie.

Von Meeresniveau bis in alpine Höhen

Ins Visier der Wissenschafter gerieten die beiden eng miteinander verwandten Flechten Lasallia pustulata und Lasallia hispanica weil sie unterschiedliche Höhenlagen besiedeln, aber im mittleren Höhenbereich auch gemeinsam wachsen. Zusammengenommen erstreckt sich ihr Lebensraum im Mittelmeergebiet von 0 Meter bis hinauf auf 2.100 Meter Höhe über dem Meeresspiegel. Da die äußeren Bedingungen mit zunehmender Höhe maßgeblich kälter und nasser werden, ist das ein ideales Studiengebiet, um den Einfluss des Klimas auf die Pilz-Algen-Symbiose zu testen.

Das Team untersuchte die Lebensgemeinschaften der Algen in den beiden Flechten mit molekularbiologischen Hochdurchsatzverfahren, um herauszufinden wo genau, welcher Pilz mit welchem Algenpartner zusammenwohnt. Die Analyse der rund 23 Millionen dabei generierten DNA-Sequenzen der Grünalgen zeigt, die flechtenbildenden Pilze können theoretisch mit sieben verschiedenen Trebouxia-Arten zusammenleben. Das tun sie aber nicht überall. Es gibt sowohl "Schönwetter"-Algenpartner für warme, frostfreie Umgebungen im Tal als auch "Schlechtwetter"-Algenpartner für die Höhenlagen.

Partnervorlieben

Aber nicht nur das Klima bestimmt, welche Alge verwendet wird, sondern auch der Pilzpartner hat bestimmte Vorlieben. Wenn beide Arten, Lasallia pustulata und Lasallia hispanica, am selben Ort vorkommen und dort auch mehrere Algenarten vorhanden sind, werden die einen Algen bevorzugt von der einen Pilzart verwendet, die anderen von der anderen. Und das, obwohl mehrere Trebouxia-Arten frei unter beiden Pilzarten miteinander getauscht werden können.

Wenn sich die Flechten tatsächlich durch die Wahl des Algenpartners an das Klima anpassen könnten, hätten sie anderen Organismen etwas voraus. "Es ist möglich, dass es der flechtenbildende Pilz innerhalb weniger Generationen schaffen könnte, statt mit der bisherigen Algenart mit einer anderen zusammen zu leben, die besser an die neuen Umweltbedingungen angepasst ist", erklärt Schmitt. "Das wäre entscheidend schneller als sich durch Veränderungen im Erbgut an neue Klimabedingungen anzupassen. Dieser ‚klassische Weg’ kann sich nämlich über Millionen von Jahren erstrecken." (red, 19.11.2017)