Buchenmykorrhizen - Moeglichkeiten der Elementselektion unter besonderer Beruecksichtigung einiger Schwermetalle

1989

S. 150-163

7 Abb., 47 Lit. Ang.

Unselbständiges Werk

200071023

Forstwissenschaftliches Centralblatt 1989 ; 108 (3), S. 150-163

Anthropogen verursachte Luftverunreinigungen fuehren u.a. im Boden sowohl zu einem erhoehten Eintrag als auch zu einer verstaerkten Freisetzung von Schwermetallkatinen und damit zu einer Belastung der Pflanzen. Eine mykorrhizierte Wurzel verfuegt grundsaetzlich ueber zwei Moeglichkeiten, die Schwermetallaufnahme und -weiterleitung in den Spross zu kontrollieren und dadurch moegliche toxische Auswirkungen zu vermeiden: den selektiven Ionenausschluss und/oder die spezifische Ionenakkumulation im Pilzbereich, das Durchqueren der semipermeablen Membranen im Rindenbereich, bedingt durch den wasser- und ionenundurchlaessigen Caspary-Streifen in der Endodermis ("Barrierefunktion"). Im vorliegenden Fall interessiert, inwieweit sich diese beiden "Kontrollscheiden" an Buchenmykorrhizen eines immissionsbelasteten Standortes erkennen lassen bzw. ob Anzeichen einer Funktionseinbusse vorliegen. Es handelt sich hier um eine erste orientierende Einzelbaumanalyse mit dem speziellen roentgenmikro- analytischen Nachweis von Zn, Co, Pb, Fe (Al, Ti), Mn, Ni im gesamten differenziert betrachteten Feinwurzelquerschnitt. Rueckschluesse auf einen Einfluss des Mykobionten auf doe Elementverteilung erlauben insbesondere die Schwermetalle, die in vergleichsweise geringen Gehalten in der eigentlichen Wurzel im Vergleich zum Pilzmantel/Hartig-Netz-Bereich zu finden sind. Zu diesen Elementen gehoeren in der untersuchten Mykorrhiza Al, Fe und Ti, die allesamt im Hyphenmantal sowohl in den Waenden als auch in den Zellumina angereichert vorkommen. Dagegen kann die Kontaktzone Hyphe/Rinde (interfaziale Matrix) nicht als Hauptakkumulationsbereich angesprochen werden. Die selektive Anreicherung der Elemente im Pilzmantel deutet auf eine Art Schutzmechanismus fuer die Wirtspflanze hin, deren Resistenz gegenueber diesen Elementen somit spezifisch erhoeht wird. Im Hyphenlumen wird eine aktive metabolische Detoxifikation vermutet, in den Waenden duerfte wohl eher eine passive Bindung an Carboxylgruppen oder an ausgesonderte Schleimpolymere (Mucilage) fuer eine Akkumulation (=Festlegung, Inaktivierung) verantwortlich sein. Die Resistenz gilt jedoch nicht pauschal gegenueber allen untersuchten Schwer- und Leichtmetallen, sie unterscheidet sich betraechtlich, und wirkt im vorliegenden Fall spezifisch gegenueber Fe, Al und Ti. Hinweise in Richtung einer bestehenden Endodermis- Barrierefunktion geben die Verteilungsmuster von Zn, Co und Pb: die drei Elemente werden in der Wurzelrinde - in Waenden und Lumina - angereichert. Die Akkumulation in den Rindenzellwaenden interpretieren wir als eine "organspezifische Kompartimentierung". Zum Apoplasten des Zentralzylinders behindert der Caspary-Streifen die Ausbreitung der Schwermetalle effektiv, d.h., die Barrierefunktion der Endodermis ist an den untersuchten Ektomykorrhizen eindeutig erkennbar, Hinweise auf einen Funktionsausfall finden ....