Nehmen wir eine Handvoll Erde in die Hand, können wir mit grosser Sicherheit einige krabbelnde Wesen darin ausfindig machen. Vielleicht einen Regenwurm, der, überrascht durch das Licht, seinen Körper windet. Oder einen kleinen Tausendfüsser, der versucht, zurück in die Dunkelheit zu flüchten. Was wir jedoch von blossem Auge nicht erkennen, sind die mikroskopisch kleinen Lebewesen. Millionen von Bakterien, Pilzen, Geisseltierchen, Milben, Springschwänzen und weitere Wesen tummeln sich in den in der Hand gehaltenen Erdklumpen. Eine 2023 ausgeführte Studie eines Schweizer Forschungsteams ergab, dass der Boden der wohl artenreichste Lebensraum der Erde ist.
Dr. Beat Frey, Gruppenleiter der Forschungseinheit Rhizosphären-Prozesse, befasst sich an der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL) mit dem Thema Boden und dessen Bewohnern. Er weiss, welch bedeutungsvolle Aufgaben sie erfüllen. «Die wohl wichtigste Funktion der Bodenorganismen ist die, organische Abfälle wie Nadeln, Blätter oder Holz zu zersetzen und die dabei freigesetzten Nährstoffe wiederum den Pflanzen zur Verfügung zu stellen.» Zudem lockern grössere Tiere mit ihren Grabaktivitäten den Boden auf und sorgen so für Sauerstoffzufuhr und Wasserdurchlässigkeit. Auch den Abbau von Schadstoffen können die kleinsten Organismen bewältigen, wenn auch nur sehr langsam. «Nach einem Ölunfall beispielsweise bauen die Bodenlebewesen das Mineralöl ab», erklärt Frey. «Aber auch Pflanzenschutzmittel und toxische Substanzen können von ihnen beseitigt werden.»
Mehr als der Regenwurm
Auch wenn man bei dem Begriff Bodenlebewesen wohl unweigerlich an den Regenwurm denkt, macht der Grossteil der unterirdisch lebenden Organismen die Pilze und Bakterien aus. «Werfen wir einen Blick auf die Artenvielfalt in Schweizer Böden, finden wir etwa 40 in der Schweiz bekannte Regenwurmarten, aber Tausende Arten von Bakterien und Hunderte Pilzarten», berichtet der Mikrobiologe.
Die im Erdreich lebenden Arten allerdings sind schlecht erforscht. «Wir wissen tatsächlich sehr wenig über die Bodenlebewesen im Vergleich zu den oberirdisch lebenden Arten», betont Dr. Beat Frey. Heute sind etwa achtundachtzig Prozent der auf der Erdoberfläche lebenden Pflanzenarten bekannt. Im Vergleich dazu sind schätzungsweise erst dreiundzwanzig Prozent der Regenwurmarten, zwei Prozent der bodenlebenden Pilze und ein Prozent der Bodenbakterien entdeckt.
Was lebt im Boden?
Bodenfauna: Pilze, Algen, Flechten Mikroorganismen: Bakterien, Einzeller Mikrofauna: Fadenwürmer, Wimperntierchen, Geisseltierchen Mesofauna: Milben, Springschwänze Makrofauna: Regenwürmer, Asseln, Insekten, Spinnen, Schnecken Megafauna: Maulwürfe, Wühlmäuse, Spitzmäuse
Tiere im Erdreich zu untersuchen, stellt Forschende vor Herausforderungen. Einerseits sind die Bodenorganismen oft winzig klein. «Da ist sicher einmal die Frage, wie man beispielsweise Milben überhaupt aus dem Boden bekommt, um sie unter dem Binokular anzuschauen», schildert Frey das Problem. Als wesentlich schwieriger gestaltet sich, diese dann als Art zu bestimmen. Experten und Taxonomen, die diese Kleinstlebewesen identifizieren könnten, sind rar. So gibt es weltweit beispielsweise kaum jemanden, der sich mit Milben beschäftigt.
Wichtige Forschung
An der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL) wird indes intensiv zu den Bodenorganismen geforscht, denn man ist sich bewusst, dass es noch einiges zu verstehen gibt. So ist ein Ziel der Forschungsgruppe unter Beat Frey, herauszufinden, ob Mikroorganismen die Fähigkeit haben, Polymere, also Plastik, abzubauen. «In der Landwirtschaft werden immer öfter Mulchfolien eingesetzt, die dazu dienen, dass Pflanzen früher im Jahr keimen können», erklärt Frey. Diese Folien verbleiben oftmals im Boden. «Wir wollen herausfinden, wie schnell deren Abbau durch Bodenorganismen vonstattengeht und ob wir biotechnologische Lösungen mit spezifischen Organismen entwickeln können.»
Zudem beschäftigen aktuelle Herausforderungen wie der Klimawandel die Forschung. «Wir untersuchen, was in arktischen und alpinen Böden mit den Bodenorganismen passiert, wenn diese durch den Klimawandel auftauen.» Diese schlummerten zum Teil Tausende von Jahren eingefroren in den Tiefen und werden durch die ansteigenden Temperaturen aktiv. Dadurch produzieren die Organismen Kohlendioxid, Lachgase und Methan und kurbeln damit den Treibhauseffekt an. «Erreger, die teilweise 12 000 Jahre alt sind, leben in diesen Böden. Uns interessiert, was passiert, wenn diese wieder hervorkommen.»
Keine Nahrung ohne Bodenlebewesen
Ihre vielfältigen und wichtigen Funktionen machen die im Erdreich lebenden Organismen unentbehrlich. Denn ohne Bodenlebewesen gäbe es keinen Nährstoffkreislauf mehr und demzufolge auch keine Nährstoffe für Pflanzen. Auf längere Sicht gesehen stünden die Menschen und viele Tierarten ohne Nahrung da. Organisches Material würde sich ansammeln und nicht mehr zersetzt werden. Auch neuer Boden könnte sich nicht mehr bilden. Den Lebewesen des Bodens haben wir viel zu verdanken.
Das Edaphon hörbar machen
Das Projekt «Sounding Soil» der Zürcher Hochschule der Künste hat unter Zusammenarbeit mit Schweizer Forschungseinrichtungen die Bodenlebewesen für uns Menschen hörbar gemacht. Geräusche, die beim Bewegen oder Kommunizieren entstehen, lassen sich mit einer akustischen Ausrüstung aufnehmen. Die Aufnahmen können verraten, wie gross die Artenvielfalt im Boden ist. Je vielfältiger die aufgenommenen Geräusche sind, umso mehr Lebewesen tummeln sich im Boden. Das Projekt konnte so bereits herausfinden, dass konventionell bearbeitetes Ackerland stiller ist als eine biologisch bewirtschaftete Wiese. Auf der Website kann man in verschiedene Böden der Schweiz hineinlauschen. soundmap.soundingsoil.ch
Bakterien und Archaeen sind die ältesten auf unserer Erde lebenden Organismen. «Die massenhafte Produktion von Sauerstoff durch Cyanobakterien bewirkte eine entscheidende Veränderung der damals sauerstofflosen Atmosphäre in eine Atmosphäre mit Sauerstoff», sagt Frey. «Ohne die Mikroorganismen gäbe es folglich keine Menschen.» Auch andere Erfolge in der Menschheitsgeschichte sind das Ergebnis der Winzlinge. So wie die Entdeckung des Penicillins. Das aus den im Boden lebenden Schimmelpilzen der Gattung Penicilline gewonnene Medikament rettete bisher Millionen Menschen das Leben.
Kaum wahrgenommen leben Bodenorganismen in Massen unter uns Menschen, ihre Bedeutung für unsere Ökosysteme ist den wenigsten bewusst. «Während wir in der Schweiz für viele Tiere und Pflanzen Rote Listen kennen, fehlt so eine Liste für Bodenlebewesen», sagt der Mikrobiologe. «Das zeigt einmal mehr, dass zu wenig zu dem Thema geforscht wird. Dabei fliegen wir Menschen auf den Mond und wissen nicht einmal, was unter unseren Füssen in den Böden lebt.»
