Tropische Flechten zeigen riesige biologische Vielfalt
Eine Flechte ist kein Einzelorganismus, sondern eine stabile symbiotische Verbindung eines Pilzes mit Algen und/oder Cyanobakterien. Einige Flechten der gemäßigten Klimazonen wurden bisher zwar ausgiebig erforscht, aber über die meisten tropischen Arten ist fast nichts bekannt. Der Kenntnisstand zu afrikanischen Flechten ist dabei besonders gering. Im Rahmen der Förderung mit einem Marie Skłodowska-Curie Einzelstipendium entstand im EU-finanzierten Horizont 2020-Projekt Tropical Lichens der erste moderne Bericht über die Diversität von Flechtensymbionten in tropischen Gebirgen. „Wir haben mit DNS-Methoden sowohl Pilze als auch Cyanobakterien als Symbionten untersucht und uns auf Proben von Flechten mit Cyanobakterien konzentriert, die in den feuchten Bergwäldern der Taita Hills in Kenia leben“, sagt Projektkoordinator Prof. Jouko Rikkinen. Diese Wälder sind ein globaler Hotspot der biologischen Vielfalt, aber es gab nur wenige Informationen über die dortige Flechtenbiota. Darum untersuchten die Forscher die verbleibenden Waldstücke an einem steilen Klimagradienten am Hang eines hohen tropischen Vulkans. Dort wollten sie die Auswirkungen von Umweltveränderungen auf die symbiotischen Flechtenorganismen bestimmen. Vielfalt, die ihresgleichen sucht Die Wissenschaftler entdeckten in allen analysierten Gruppen von Cyanoflechten eine starke Pilzdiversität. Bei einigen Gattungen waren die gefundenen Arten wohl bisher unbekannt und müssen nun formal klassifiziert werden. „Die Ergebnisse zeigen deutlich, dass die Artkonzepte und die Nomenklatur vieler Flechtenfamilien in den afrikanischen Tropen überarbeitet werden müssen“, erklärt Prof. Rikkinen. Einige der neuen Arten könnten lokal einheimisch sein und mit einer begrenzten Reichweite nur in speziellen Mikrohabitaten existieren. Derartige Organismen sind durch menschliches Eingreifen besonders vom Aussterben bedroht. Prof. Rikkinen dazu: „Eine solche genetische Vielfalt wie bei den Symbionten aus Cyanobakterien war bisher unbekannt und es gab auch kaum Aufzeichnungen über Genotypen von Flechten aus anderen Erdteilen.“ Die Forscher konzentrierten sich auf die Cyanoflechten, weil sie „zusätzlich zu ihrem Beitrag zur Primärproduktion durch Fotosynthese einen noch größeren Einfluss auf den Stickstoffkreislauf haben können, weil die Cyanobakterien als Symbionten Stickstoff binden“, so Prof. Rikkinen. Epiphytische Flechten und Moose, die auf Baumstämmen und Ästen wachsen, spielen ebenso eine große Rolle bei der Wasserspeicherung in Nebelwäldern, weil sie dort als „Wassertürme“ für die trockenen Tiefebenen der Umgebungen fungieren. Riesige wissenschaftliche Fortschritte Das Projekt hat gezeigt, wie die Anwendung moderner DNS-Techniken die Systematik und Ökologie der Flechten revolutioniert hat. „Solche Informationen, wie wir sie im Projekt bekommen haben, waren vor ein paar Jahren noch unvorstellbar und verändern schnell und tief greifend unser Verständnis vom Ausmaß und der ökologischen Bedeutung genetischer Vielfalt bei symbiotischen Flechtenorganismen“, so Prof. Rikkinen. Tropical Lichens hat das wissenschaftliche Verständnis von der Vielfalt biologischer Assoziationen vertieft, das allgemein unter der Überschrift „Flechtensymbiose“ zusammengefasst wird. Außerdem hat es aus Hunderten Flechtenproben den universellen Barcode-Marker für Pilze (die Trenn-DNA-Sequenzen) und mehrere Markersequenzen für Cyanobakterien extrahiert. Zusammen mit den Belegexemplaren ergibt sich damit eine stabile und nachvollziehbare Grundlage für weitere Forschung. Die im Projekt durchgeführten Arbeiten sind also für die Erforschung der Vielfalt von Flechtensymbionten in den Tropen und besonders in Afrika ein wichtiger Schritt nach vorn. Prof. Rikkinen abschließend: „Aus den zusammengetragenen Daten kann man direkt Schlussfolgerungen für den Umweltschutz ziehen und es zeigt sich deutlich, wie wichtig es ist, die verbleibenden feuchten Bergwälder als Hort einzigartiger und oft weitgehend unbekannter biologischer Vielfalt zu erhalten.“
Schlüsselbegriffe
Tropical Lichens, Flechten, Symbiont, Afrika, Gebirge, biologische Vielfalt, Cyanoflechten, universeller Barcode-Marker für Pilze, Trenn-DNA-Sequenz, Genotyp