In den vorangegangenen Artikeln haben wir uns dem Thema Boden aus landwirtschaftlicher Perspektive genähert. Es handelte sich dabei um drei subjektive Sichtweisen, von denen wir hoffen, dass sie zum Nachdenken anregen, doch es ist nicht unser Anspruch, das gesamte Thema abzudecken, da die damit verbundenen Fragestellungen so umfangreich und komplex sind. Zur Halbzeit dieser Serie ist es nun an der Zeit, uns mit dem Thema Boden aus biologischer Sicht auseinanderzusetzen. Denn im Grunde genommen beginnt alles damit.
An dieser Stelle möchten wir David Porco, Wissenschaftler am Nationalmuseum für Naturgeschichte, dafür danken, dass er uns mit großer Begeisterung aufgeklärt hat. Es sei daran erinnert, welche äußerst wichtige Rolle dieses Museum für die Entwicklung der Naturwissenschaften in Luxemburg spielt. Das Museum hat sich dieser Aufgabe mit ganzer Kraft verschrieben, indem es begeisterte Laien und Forscher (oft junge Menschen, ob Luxemburger oder nicht) zusammenbringt, insbesondere im Rahmen des Status als wissenschaftlicher Mitarbeiter. Diese arbeiten häufig mit Forschungsinstituten im Ausland zusammen, und die wissenschaftliche Relevanz ihrer Arbeit steht außer Frage. Die Veröffentlichung ihrer Forschungsergebnisse in renommierten Fachzeitschriften mit Peer-Review (wie beispielsweise „Nature“) ist ein Beleg für ihre Seriosität.
David Porco ist Bodenbiologe und Genetiker. Derzeit arbeitet er gemeinsam mit Anne Zangerlé (Verwaltung für technische Dienstleistungen in der Landwirtschaft), einer Expertin für diese Tiere, deren Aktivität für die Funktionsweise der Böden von entscheidender Bedeutung ist, an einer genetischen Bestandsaufnahme der Regenwurmfauna auf den Mergelböden des Guttlands. „Ich leite auch andere Projekte, wie beispielsweise die Erforschung der Mikrobiota einer neuen Regenwurmart, die kürzlich im Großherzogtum entdeckt wurde, gemeinsam mit Paul Wilmes von der Universität Luxemburg, sowie den Nachweis – anhand der DNA-Spuren, die sie im Boden hinterlassen – des Nachweises invasiver Plattwürmer aus der südlichen Hemisphäre, die potenzielle Raubtiere der europäischen Regenwürmer sind, in Zusammenarbeit mit Jean-Lou Justine, einem Spezialisten dieser Gruppe am Naturkundemuseum in Paris. “ David Porco arbeitet zudem mit dem CELL (Center for ecological learning Luxembourg) zusammen, für das er in den Gemeinden Vorträge zum Thema Boden hält.
Ein paar Zehntelmillimeter pro Jahr
Was lehrt uns das? „Böden befinden sich am äußersten Rand des Gesteinsklumpens, auf dem wir leben. Sie sind Schnittstellen zwischen Luft, Mineralien und Wasser, die in den meisten terrestrischen Ökosystemen vorkommen. Sie sind das Ergebnis komplexer Wechselwirkungen zwischen einer mineralischen Phase, die aus dem zersetzten Gestein stammt, auf dem sie sich bilden, und der organischen Phase, die von den Organismen stammt, die dieses ‚Gesteinsmehl‘ besiedeln, dort leben und sterben. Die organische Substanz der abgestorbenen Organismen verbindet sich anschließend mit dem ursprünglichen Gesteinsstaub.“
Dieser Boden, der uns so unbedeutend erscheint, weil seine Existenz für uns so selbstverständlich ist, ist in Wirklichkeit äußerst selten. Sein Entstehungsprozess ist das Ergebnis zahlreicher empfindlicher und langwieriger Wechselwirkungen. „Die Bodenbildung ist ein Prozess, der Jahrtausende dauern kann“, erklärt David Porco. „Die europäischen Böden sind etwa 10.000 Jahre alt, und pro Jahr entstehen nur wenige Zehntelmillimeter davon.“
Der Forscher erklärt weiter, dass ein Boden mit zunehmendem Alter an Mächtigkeit gewinnt, wobei das Wachstum durch die oberen Schichten erfolgt, die organisches Material aufnehmen und ansammeln. „Bei gleichen klimatischen Bedingungen gilt: Je älter ein Boden ist, desto tiefer ist er.“ Die Geschwindigkeiten sind jedoch je nach Standort sehr unterschiedlich. So können europäische Böden einige Meter dick sein, während sie in tropischen Gebieten bis zu mehreren Dutzend Metern erreichen können. “
Diese Seltenheit gibt Anlass zur Besorgnis. Daher könnte unsere Gleichgültigkeit gegenüber dem Schutz des Bodens als unverzichtbare Lebensgrundlage schwerwiegende Folgen nach sich ziehen. „Böden sind auf menschlicher Zeitskala keine erneuerbaren Ressourcen“, betont er. „Im Gegensatz dazu ist die Geschwindigkeit, mit der wir sie schädigen oder der Erosion überlassen, viel höher. Die Nachhaltigkeit unserer Bodennutzung ist daher ein zentrales Problem.“
Der Boden ist wertvoll, denn er ist lebendig. Und zwar viel mehr, als man denkt. „Ein Boden entsteht durch die enge Verbindung zwischen organischer und mineralischer Substanz, die untrennbar mit den Organismen verbunden ist, die darin leben und untereinander sowie mit ihr interagieren. Zu diesen Organismen zählen unter anderem Bakterien, Pilze, Insekten, Würmer, aber auch Pflanzen, deren Wurzelsystem ein wesentlicher Bestandteil des Bodens ist.“
In einer Prise Erde
Die Vielfalt dieser Organismen, aber auch ihre Biomasse ist beträchtlich. Der Hauptgrund dafür ist die Beschaffenheit dieses Lebensraums selbst, der dicht und weitläufig ist und die Entstehung einer Vielzahl von Mikrohabitaten ermöglicht. Der Boden ist zudem der Lebensraum auf der Erde, der den größten Anteil an den von Pflanzen gebundenen Kohlenstoff- und Energieressourcen besitzt – Ressourcen, die die Grundlage für das Funktionieren aller Ökosysteme des Planeten bilden.
„Eine einzige Prise Erde kann Tausende von Mikroalgen, Pilzen, Protozoen (einzellige Tiere) sowie mehr als eine Milliarde Bakterien enthalten“, erklärt David Porco. Die Artenvielfalt in dieser einzigen Prise beläuft sich auf Tausende von Arten, was mit der Gesamtzahl der auf der Erde beschriebenen Säugetierarten (etwa 5.000) vergleichbar ist oder diese sogar übersteigt. Ähnliches gilt für größere Organismen wie Regenwürmer, die eine Dichte von bis zu 400 Individuen pro Quadratmeter erreichen können. Die Wurzelbiomasse macht ihrerseits 25 Prozent der pflanzlichen Biomasse aus, die wiederum mit großem Abstand an erster Stelle in den terrestrischen Ökosystemen steht. Böden beherbergen somit einen wesentlichen Teil der Biodiversität, der Biomasse und damit der Funktionsweise terrestrischer Ökosysteme. “
Die Art und Weise, wie dieser unglaubliche ökologische Reichtum mit seiner Umgebung interagiert, war Gegenstand jüngster Studien, deren Ergebnisse komplexe und faszinierende Prozesse aufgezeigt haben, die eine erstaunliche Zusammenarbeit zwischen den Arten ans Licht bringen. „ Um diese außergewöhnliche Vielfalt und die Funktionsweise dieses entscheidenden Teils der terrestrischen Ökosysteme zu erklären, muss man bei den Pflanzen ansetzen, denn durch sie werden mittels Photosynthese Sonnenenergie und Kohlenstoff aus der Atmosphäre aufgenommen und anschließend in den Boden und damit in die Ökosysteme eingebracht. “ Pflanzen, die einzigen Eintrittspunkte dieser Elemente in das System, leiten dann einen relativ großen Teil davon über ihre Wurzeln in den Boden ein, um Organismen anzulocken und/oder mit ihnen zu kommunizieren, die für ihr Überleben von Nutzen sind.
„Dies gilt beispielsweise für Mykorrhizapilze, die nach einem Dialog mit den Wurzeln der Pflanze in Form eines Austauschs chemischer Signale eine Symbiose mit dieser eingehen. Der Pilz gewinnt dann Stoffe, die für die Pflanze sonst unzugänglich wären, wie beispielsweise Wasser, das zu stark an Bodenpartikel gebunden ist, sowie Mineralstoffe wie Phosphor. Im Gegenzug erhält er von der Pflanze Kohlenstoff und Energie in Form von Zucker. Darüber hinaus schützt der Pilz die Pflanze vor Infektionen durch Krankheitserreger.“
Solche Austauschprozesse sind keine Seltenheit. Sie sind sogar die Regel, da 90 Prozent der Pflanzen von einer solchen Symbiose profitieren. „ Diese von der Pflanze abgegebenen Kohlenstoff- und Energievorräte ziehen auch andere Organismen an, die zwar keine Symbiose mit ihr eingehen, ihr aber dennoch nützen, indem sie entweder den Zugang pathogener Parasiten oder Wurzelräuber zu den Wurzeln einschränken oder durch ihre Ausscheidungen Nährstoffe liefern.&“
Pflanzen stehen mit dem Boden in Wechselwirkung, selbst wenn sie absterben oder Teile von sich verlieren – sei es in Form von Wurzeln oder von Blättern, Stängeln oder Ästen, die sie an der Oberfläche zurücklassen. Diese Einträge bedeuten einen Zufluss von Kohlenstoff und Energie in das System. Das lässt sich gut am Abbau von Blättern und Holz im Wald beobachten: Dort gibt es eine ganze Reihe von Organismen, die sich abwechseln, um dieses organische Material abzubauen: Asseln, Tausendfüßler, Insektenlarven, Milben, Springschwänze, Regenwürmer … und natürlich Bakterien und Pilze, wobei letztere die einzigen sind, die Holz zersetzen können.
Eine zerbrechliche Kette
Da es in diesem verrottenden Ökosystem vor Leben nur so wimmelt, ist es nur logisch, dass sich eine ganze Schar von Raubtieren und Parasiten dort tummelt, die davon profitieren, indem sie die Zersetzer zu ihren Beutetieren machen. „Dieser Abbau durch Zersetzung, Raub und Parasitismus ermöglicht es, die Mineralstoffe in den Boden und damit zu den Pflanzen zurückzuführen, aber auch die Bildung von Humus anzustoßen, einer für die Bodenfruchtbarkeit entscheidenden Substanz.“
Der Mensch ist selbst ein Glied dieser Kette, aber ein Glied, das den Kreislauf unterbricht, indem es die endgültige Rückführung der Mineralstoffe in den Boden verhindert. „Stattdessen leiten wir sie über unsere Toiletten in großen Mengen in das Süßwasser ein, das wir anschließend aufbereiten müssen, um es zu reinigen – ein Prozess, der sowohl kostspielig als auch energieintensiv ist.“
Durch diese Entdeckung des Bodens wird also deutlich, dass seine einzige Funktion nicht darin besteht, uns zu tragen – ganz im Gegenteil. „Seine Ökosystemleistungen, also die Leistungen, die er für die menschliche Gesellschaft erbringt, sind sehr zahlreich“, betont David Porco. Er produziert die pflanzliche Biomasse, die uns ernährt, bindet Kohlenstoff und reguliert so das Klima und ermöglicht zudem die Produktion von Nahrungsmitteln oder Fasern. Er recycelt außerdem organisches Material, wodurch Nährstoffe für Pflanzen und indirekt auch für die Tiere, die diese verzehren, wieder in den Kreislauf des Lebens zurückgeführt werden. „Würde diese entscheidende Funktion verloren gehen, würden wir unter der Ansammlung von Pflanzen, toten Tieren, aber auch deren Exkrementen und unseren eigenen begraben werden.“
Ohne Boden hätten wir auch kein Trinkwasser, denn er fungiert als „riesiger und äußerst komplexer physikalischer und biologischer Filter, der zahlreiche Schadstoffe und Krankheitserreger reduzieren oder sogar vollständig beseitigen kann“.
Kurz gesagt: Der Boden ist nicht nur deshalb wertvoll, weil er für das Leben unverzichtbar ist, sondern auch, weil er knapp und empfindlich ist. Doch es ist so, dass der Mensch ihn misshandelt – zweifellos aus Unwissenheit, vor allem aber aus Bequemlichkeit. Da diese Eigenschaften mittlerweile bestens bekannt sind, zieht das Argument der Naivität nicht mehr. Bleibt also noch der Zynismus, doch es wäre zu einfach, ihm zu erliegen.
