Eine Symbiose aus Pilzen und Algen

Symbiose nennt man eine enge Gemeinschaft zwischen zwei Arten von Lebewesen, die beiden Vorteile bringt. Oft gehören die Symbiosepartner unterschiedlichen Verwandtschaftsgruppen an, die sich in ihrer Lebensweise stark unterscheiden. Gerade darin stecken Chancen zu einer nutzbringenden Kooperation. Jeder bringt besondere Fähigkeiten mit, die der andere nicht hat, und so können gemeinsam Dinge bewältigt werden, mit denen der einzelne Partner nicht zurechtkäme. Das erinnert an so manche Erfolgsgeschichte im menschlichen Bereich, beispielsweise in der Wirtschaft. Wenn sich da brillante Theoretiker mit erfahrenen Praktikern zusammentun, gute Ökonomen mit ideenreichen Technikern, können unschlagbare Teams entstehen.
Eine der größten Erfolgsgeschichten in der Natur ist die Symbiose der Flechten. Es geht hier nicht nur um ein geglücktes Team, sondern um weltweit mindestens 16 000 Organisationstypen, die alle nach dem gleichen Grundmuster kooperieren. Zusammengetan hat sich jeweils eine Pilzart mit einer Algenart. Beteiligt sind weniger die Pilze mit den großen Fruchtkörpern, die wir aus dem Wald als Speise- oder Giftpilze kennen, sondern kleine, unscheinbare Arten. Auch die beteiligten Algen gehören nicht zu denen, die wir als Meeres-Tange oder als schwimmende, schleimige Watten in Teichen oder Bächen beobachten. Vielmehr sind es mikroskopisch kleine Algen, wie wir sie oft als feinen, grünen Belag an der Wetterseite von Bäumen oder an ständig feuchten Mauern sehen. Diese sogenannten Luftalgen sind es in der Regel, die sich mit Pilzen zusammengeschlossen haben. Die dadurch entstandene Lebensgemeinschaft ist so eng, dass etwas zustande kommt, was weder nach Alge noch nach Pilz aussieht und deshalb einen eigenen Namen bekommen hat, nämlich „Flechte“. Der Pilzpartner und der Algenpartner gehen in der Symbiose derart auf, dass das Ganze wie ein neues Lebewesen wirkt.

Abbildung 1: Krustenflechten

Abbildung 2: Blattflechten

Abbildung 3: Strauchflechten

Die Gruppen von Flechten

Vom Aussehen her teilt man die Flechten in drei Gruppen ein: Krustenflechten (Abb. 1, gelbe Krusten), Blattflechten (Abb. 2, graubraun gefärbte Gebilde) und Strauchflechten (Abb. 3). Die Krustenflechten wachsen in der Regel auf Steinen, sei es an blanken Felsen, Mauern, Grabsteinen oder Denkmälern. Sie sind mit der Gesteinsoberfläche so fest verbunden, dass man sie nicht ablösen kann. Wissenschaftler, die sich mit ihnen beschäftigen, laufen stets mit Geologenhammer durch die Gegend, um ihre Sammelobjekte zusammen mit einem Stückchen Gesteinsunterlage vom Fels oder von der Mauer abzuschlagen. An Grabsteinen und Kunstdenkmälern können sie ihrer Sammelleidenschaft selbstverständlich nur eingeschränkt frönen und müssen sich mit Fotos und kleinen, abgeschabten Flechtenpartikeln begnügen. Viel leichter haben es die Flechtenforscher, die sich auf Blatt- oder Strauchflechten spezialisiert haben. Diese kann man ganz leicht von der Unterlage lösen und muss nur aufpassen, dass man die zarten Gebilde gut in Schächtelchen verpackt, damit sie nicht zerbröseln.
Zu Hause hat der Flechtenspezialist ein kleines Labor mit einer Menge von Chemikalien. Die Pilzpartner in den Flechten sind nämlich trotz ihrer Kleinheit im Stoffwechsel enorm vielseitig. Sie produzieren unterschiedliche Säuren (Flechtensäuren) mit denen sie unter anderem die Gesteinsunterlage anätzen, um sich besser darauf verankern zu können und andererseits ihren Mineralstoffbedarf zu decken. Durch chemische Reagenzien, die mit diesen Flechtensäuren bestimmte Farbreaktionen ergeben, lassen sich vor allem Krustenflechten gut bestimmen.

Der Pilz in der Symbiose

Damit sind wir schon bei einer der Stärken, mit denen der Pilz in der Symbiose punktet. Er kann sich wegen seiner fädigen Struktur und der Wirkung seiner Säuren besonders gut auf glatten Flächen wie Baumrinde und blankem Feld verankern, was die Alge nicht so gut hinbekäme. Weiterhin kann der Pilz eine ziemlich dichte Außenhaut entwickeln, indem er seine fadenförmigen Zellen (Hyphen) zu einem engen Geflecht verwebt. Das macht ihn gegen Trockenheit unempfindlich. Im Innern dagegen bildet er ein sehr lockeres Hyphengewebe, in welchem sich die meist kugelförmigen Algenzellen einnisten. Sie sind gegen Austrocknung empfindlicher als der Pilz und bekommen somit einen Raum angeboten, der genügend Feuchtigkeit aufweist und sich bei Regen sogar mit Wasser vollsaugt. Das ist noch nicht alles, was der Pilz der Alge bietet. Er beliefert sie mit Mineralsalzen, die er mit Hilfe seiner Säuren aus dem Substrat herausgelöst hat. Wie alle Lebewesen scheidet er Kohlendioxid, ein Endprodukt des Atmungs-Stoffwechsels, aus. Es dient der Alge als Rohstoff für die Photosynthese. Die Alge wird also mit allem, was sie braucht, reichlich versorgt und lebt wie im Schlaraffenland.

Die Alge in der Symbiose

Was aber hat die Alge dem Pilz zu bieten? Pilze sind mangels Blattgrün nicht in der Lage, Photosynthese zu betreiben und damit organische Stoffe selbst herzustellen. Genau wie Tiere müssen sie diese von Pflanzen, Tieren oder deren Resten beziehen. Das ist der Grund dafür, dass wir normalerweise Pilze immer dort antreffen, wo Reste von Pflanzen und Tieren herumliegen - seien es Laubstreu oder Holzreste im Wald, Dung in Wiesen - oder dass sie uns sogar als Parasiten begegnen, die Pflanzen, Tiere und durchaus auch den Menschen befallen können (Fußpilz!). Mit Hilfe ausgeschiedener Verdauungsstoffe verflüssigen die Pilze das organische Material, auf dem sie sich angesiedelt haben, und nehmen es dann in ihre Fäden auf.
Auf blankem Fels oder an Rinde gesunder Bäume findet ein Pilz jedoch keine organische Nahrung. Erst mit Hilfe des Algen-Partners konnte er solche unwirtlichen Lebensräume erobern. Die Alge liefert ihm dank ihrer Photosynthese die benötigten organischen Stoffe. Er bezieht sie, indem er die Alge eng umspinnt oder gar mit einzelnen Fäden in sie eindringt und ihr organische Stoffe wie Kohlehydrate und Eiweiß entzieht. Das klingt - zumal die Alge eingesperrt ist - wie Ausbeutung. Andererseits bekommt die Alge ja alles, was sie benötigt, reichlich, und man könnte sagen, dass ihr nur Überschuss entnommen wird.

Die Lebensräume

Dem Team Alge-Pilz gelang es durch diese wechselseitigen physiologischen Ergänzungen, Lebensräume zu besiedeln, die für Algen allein und für Pilze allein unzugänglich wären, nämlich trockene (d.h. nicht ständig überrieselte) Felsen, Mauern und Baumrinde. Auch in den kalten Tundren mit ihren fast ständig gefrorenen Böden beherrschen sie das Feld. Die Flechten sind dort fast ohne pflanzliche Konkurrenz.
Das ist wichtig, weil das starke Flechten-Team doch auch seine Schwächen hat. Da der Alge zwangsläufig schon durch den umhüllenden Pilz etwas Licht genommen wird, darf kein weiterer Dauerschatten hinzukommen. Flechten sind deshalb auf helle Lebensräume angewiesen. Felsen, Mauern und Rinden frei stehender Bäume sind das ja auch. Eine weitere Schwäche zeigte sich im Zeitalter der Luftverschmutzung. Die meisten Flechten sind empfindlich gegen Luftschadstoffe, zeigen deutliche Schädigungssymptome und verschwinden bei lang anhaltender Belastung. Dadurch können sie als Anzeiger für Immissionen dienen. Für Langzeitbeobachtungen sind sie oft zuverlässiger und vor allem billiger als Messgeräte. Im Ruhrgebiet sah man deshalb jahrelang an Verkehrsknotenpunkten Kästen, die an Masten von Ampeln oder Verkehrsschildern montiert waren und lebende Flechtenkulturen enthielten

Freuen wir uns, dass die Mittelgebirge um Trier herum noch reich an Flechten sind. Auch im Winter bieten sie dem Naturfreund manch farbenfrohen Anblick, wie ihn die folgenden Bilder zeigen:

Abbildung 4: Scharlachflechte auf einem Baumstumpf in einem lichten Kiefernwald bei Hermeskeil

Abbildung 5: Becherflechte, bei Trockenheit grau, bei Nässe wegen der durchscheinenden Algen grünlich gefärbt

Abbildung 6: Gemischter Bewuchs von Moosen (goldgelb und grün) und Rentierflechten auf einem Felskopf im Ourtal/Eifel

© Text und Fotos: 2009, Dr. Hans Reichert