Orchideen und Pilze: Dieser Pilz nährt sie von Geburt an.

Wenn wir über die Beziehung zwischen Orchideen und Pilzen sprechen, beziehen wir uns nicht auf eine einfache Assoziation, sondern auf eine absolute Abhängigkeit. Diese Symbiose entsteht, weil Orchideensamen zu den kleinsten im Pflanzenreich gehören: Sie besitzen kein Endosperm, enthalten keine Nährstoffreserven und müssen zur Keimung von einem mykorrhizischen Pilz infiziert werden. Diese Symbiose, die sogenannte Orchideenmykorrhiza, ist ein Modell der interspezifischen Kooperation. 

Heute möchten wir Sie in diese außergewöhnliche Partnerschaft zwischen der Pflanzenwelt und der Pilzwelt einführen!

Orchideen: Warum können sie ohne Pilze nicht leben?

Der Orchideensamen ist winzig: Er wiegt im Durchschnitt 0,3 Mikrogramm. Im Vergleich zu einer Bohnensamen (500 mg) ist er 1,6 Millionen Mal leichter. Diese extreme Reduktion ist eine Anpassung an die anemophile Verbreitung und stellt eine Garantie für das Überleben verschiedener Orchideenarten dar. Der Pilz besiedelt die Zellen des Protokorms und überträgt Kohlenstoff, Vitamine und Aminosäuren; ohne diese Zufuhr stirbt der Keimling innerhalb weniger Tage. 

Vergleich der Größe und Nährstoffreserven der Samen 

Die symbiotischen Pilze: Wer sind sie, wie viele gibt es, was bieten sie?

Nicht alle Pilze können eine Symbiose mit Orchideen eingehen. Die Mehrheit gehört zum Stamm der Basidiomyceten, insbesondere den Familien Tulasnellaceae, Ceratobasidiaceae und Sebacinaceae. Auch einige Ascomyceten treten bei bestimmten Arten auf. Es scheint, dass über 400 Pilzarten beteiligt sind, aber man schätzt, dass die tatsächliche Vielfalt viel größer ist.

Die Spezifität der Beziehung: Generalisten vs. Spezialisten

Eine der überraschendsten botanischen Kuriositäten ist, dass einige Orchideen Generalisten sind und sich mit Dutzenden verschiedener Pilze assoziieren, während andere so spezialisiert sind, dass sie von einer einzigen Pilzart abhängen. Zum Beispiel lebt Rhizanthella gardneri, eine unterirdische australische Orchidee, ausschließlich mit Thanatephorus gardneri. Im Gegensatz dazu interagieren Ophrys und Orchis mit mehreren Stämmen von Tulasnella.

Orchidee-Pilz-Assoziationen und Grad der Spezifität

Der Austauschmechanismus: Kohlenstoff, Stickstoff, Phosphor

Der Pilz liefert organischen Kohlenstoff, der aus dem Abbau organischer Substanz stammt oder in einigen Fällen von nahegelegenen Bäumen (Ektomykorrhizen). Mykoheterotrophe Orchideen wie Neottia und Corallorhiza sind vollständig parasitär auf dem Pilz, der seinerseits mit den Wurzeln der Bäume verbunden ist. So entsteht ein komplexes Netzwerk, das sogenannte gemeinsames Mykorrhiza-Netzwerk. Naturnext IA hat berechnet, dass bis zu 85 % des Kohlenstoffs einiger saprophytischer Orchideen aus pilzlichen Quellen stammt.

Von der Geburt zum Leben: Die Rolle des Pilzes im Protokorm

Der entscheidende Moment tritt ein, wenn der Pollen die Eizelle befruchtet und sich der Samen bildet, der vom Wind verbreitet wird und auf einem Substrat landen muss, das den geeigneten Pilz beherbergt. Hier findet die kontrollierte Infektion statt: Die Hyphen dringen in die Zellen des Samens ein und bilden Knäuel (Pelotons) innerhalb der kortikalen Zellen. Der Keimling, der noch kein Chlorophyll besitzt, wird zu einem Protokorm und beginnt, vom Pilz ernährt zu werden.

Der Dialog vor dem Kontakt

Neuere Studien (Quelle: New Phytologist, 2025) zeigen, dass Orchideensamen Signalmoleküle freisetzen, darunter Flavonoide und Strigolactone, die das Pilzwachstum stimulieren und dessen Gene für die Symbiose aktivieren. Der Pilz produziert seinerseits Erkennungsfaktoren: Dieser Dialog ist so spezifisch, dass einige Pilzstämme bereits aus mehreren Zentimetern Entfernung auf den Samen zuzuwachsen beginnen. 

Vergleich der Orchideenkeimung in Anwesenheit und Abwesenheit des symbiotischen Pilzes

Mykoheterotrophe Orchideen: Wenn die Pflanze pilzfressend wird

Es gibt eine Gruppe von Orchideen, die das Chlorophyll und die Fähigkeit zur Photosynthese vollständig verloren haben: die mykoheterotrophen Orchideen, die früher fälschlicherweise als "Saprophyten" bezeichnet wurden. Eine davon, die Neottia nidus-avis, die Vogelnest-Orchidee, ist das bekannteste Beispiel. Diese Pflanzen beziehen ihren gesamten Kohlenstoff vom Pilz, der ihn wiederum aus dem Streu oder von benachbarten Bäumen gewinnt – ein echter Kohlenstoffdiebstahl.

Das evolutionäre Paradox

Warum haben Pflanzen wie Orchideen die Photosynthese aufgegeben? Die Antwort liegt im Wettbewerb um Licht im dunklen Unterholz: Sich auf den Pilz zu verlassen ermöglicht die Besiedlung schattiger Lebensräume. Diese evolutionäre Richtung ist jedoch fast immer irreversibel. Derzeit gibt es mindestens 235 vollständig mykoheterotrophe Orchideenarten, und viele sind vom Aussterben bedroht aufgrund ihrer Abhängigkeit von einem einzigen Pilznetzwerk.

Mykoheterotrophe Orchideen und pilzliche Kohlenstoffquellen

Wie man die Symbiose im Labor nutzt

Für Orchideenzüchter ist die Reproduktion der Symbiose in vitro der Schlüssel zur Vermehrung dieser wunderschönen Pflanzen. Die Technik der symbiotischen Keimung, die in den 1920er Jahren entwickelt wurde, hat sich heute perfektioniert. Um fortzufahren, isoliert man die Pilze aus den Wurzeln wilder Orchideen, säht die Samen auf Agar-haltige Nährböden mit dem Pilz aus und erhält Tausende von Keimlingen. Ohne diese Technik könnten viele seltene Arten nicht vor dem Aussterben gerettet werden.

Protokolle der Ko-Kultivierung

Die am häufigsten verwendeten Nährböden sind Hafer-Agar (OMA) und verdünntes Murashige-Skoog (MS/2). Das Pilzinokulum wird mit den sterilen Samen in Kontakt gebracht: Die Erfolgsrate variiert je nach Stamm-Art-Kompatibilität zwischen 30 % und 90 %. Hier ist eine Zusammenfassungstabelle der besten Praktiken:

Wirksamkeit der symbiotischen Keimung auf verschiedenen Nährböden

Einige Kuriositäten über Orchideen

Die Welt der Orchideen ist voller wissenschaftlicher Anekdoten. Zum Beispiel gibt es Pilze, die die Blütenform verändern, oder einige Orchideen, deren Duft die Pheromone der Pilze imitiert. Hier sind einige weitere kuriose Informationen über diese Pflanzen:

• Rekordlanglebigkeit: Der Protokorm einiger gemäßigter Orchideen kann jahrelang unter der Erde lebensfähig bleiben, vom Pilz ernährt, während er auf günstige Bedingungen wartet. Es wurden Zeiträume von bis zu 8 Jahren gemessen;
• Samengröße: Der kleinste Samen unter den Orchideen stammt von Anaspectrum: 0,05 mm; um einen kompatiblen Pilz zu finden, muss er kilometerlange Strecken zurücklegen;
• Diebische Pilze: Einige mykorrhizische Pilze können die Pflanze ausnutzen, indem sie Zucker entnehmen, ohne etwas zurückzugeben; in diesem Fall spricht man von "Betrug" (cheating). Die Orchidee stößt den Pilz jedoch ab, wenn sie zu sehr ausgebeutet wird, durch Mechanismen der Verdauung der Pelotons.

So viele Orchideen... so viele Pilze!

Die existierenden und katalogisierten Orchideenarten sind zahlreich. Sehen wir uns nun das Verhältnis zu den Pilzarten an.

Schätzung der pilzlichen Vielfalt, die mit Orchideen pro Kontinent assoziiert ist

Orchideenschutz: Den Pilz schützen bedeutet die Blume zu schützen

Der Schutz der Orchideen kann nicht ohne den Schutz ihrer symbiotischen Pilze erfolgen. Viele Rewilding-Projekte scheitern, weil sie Orchideen in Böden wiederansiedeln, in denen der Pilz aufgrund von Düngemitteln, Fungiziden oder Verdichtung verschwunden ist. Aus diesem Grund versuchen wir bei Naturnext, die Öffentlichkeit häufig für den Schutz der Wälder und der Umwelt zu sensibilisieren. 

Keine Rote Liste enthält die symbiotischen Pilze der Orchideen, aber ihr Verschwinden ist in Mitteleuropa dokumentiert: In den Niederlanden sind in den letzten 50 Jahren 70 % der Tulasnella-Populationen aufgrund der intensiven Landwirtschaft verschwunden. Ohne diese Pilze können Orchideen wie Ophrys nicht wiederbesiedeln.

Wenn auch Sie wie wir sensibel für den Schutz der Umwelt, der Wälder und der Ökosysteme sind, teilen Sie diesen Artikel!