Kleinstlebewesen
Sie sind winzig klein und spielen eine grosse Rolle für das Ökosystem – doch intensive Landwirtschaft setzt ihnen zu

Die Menschen nutzten den Boden intensiv – schon immer. Ein Biologe zeigt die Sicht jener, die dort wohnen: Kleinste Lebewesen.

Hans Conrad (Text und Fotos)
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Der Boden ist die Lebensgrundlage der Menschen, seit sie einst sesshaft wurden. In den letzten Jahrzehnten finden in der Öffentlichkeit in zeitlich immer kürzeren Abständen intensive Diskussionen und in der Folge Volksabstimmungen über die Nutzung des Bodens statt. Es geht um unterschiedliche und wichtige Ansprüche an unsere Lebensgrundlage.

Der Federflügler ist nur 0,25 bis 1,3 Millimeter lang.

Der Federflügler ist nur 0,25 bis 1,3 Millimeter lang.

Dabei spielen Lebewesen, die Pflanzenabfälle für uns zerkleinern und die durch die Pflanzenwurzeln vorher dem Boden entnommenen Mineralien dem Boden wieder zurückgeben, eine grosse Rolle. In wenig gestörten Böden sind jene Organismen, die für das Mineralienrecycling zuständig sind, besonders zahlreich: in Mähwiesen, Auen und Wäldern. Der Abbau des toten Pflanzenmaterials erfolgt über viele Stationen. Kleintiere zerkleinern und verändern Blätter und Nadeln für die anschliessende vollständige Destruktion durch Pilze, Bakterien und Protozoen, den tierischen Einzellern.

Im Folgenden soll es nur um ein paar dieser Tiere gehen: die Milben, Springschwänze und Asseln. Sie sind derart klein, dass selbst durch ein Lichtmikroskop keine guten Bilder gemacht werden können. Mit einem Rasterelektronenmikroskop werden jedoch sogar Nanobereiche sichtbar. Auf Farben muss man verzichten: Die Abbildung erfolgt mit Elektronen und nicht mit Licht.

Hans Conrad

Hans Conrad ist Biologie und Naturwissenschafter ETH. Er dokumentiert Lebensgemeinschaften im Boden und in Gewässern im Makro- und Mikro­bereich.

Perfekt organisiertes Recycling: Der Boden funktioniert wie ein Organismus

Schildkrötenmilben fressen auch Kot.

Schildkrötenmilben fressen auch Kot.

Im April beginnt sich das Leben unter den Buchenblättern bemerkbar zu machen. Man kann es hören, allerdings nur mit speziellen Mikrofonen. Die Blätter werden von unten her durch Hornmilben zernagt und zerkleinert. Mit zunehmender Tiefe in der Streuschicht kommen immer kleinere Tiere vor. Bodenmilben haben oft das Aussehen von Ausserirdischen. Die Beine werden in Schienen geführt, damit sie weniger in ihrer Umgebung verhangeln. Sie orientieren sich in ihrer Welt mit chemischen und physikalischen Sinnen. Sie sind blind. An ihrem Kopf hat es Strukturen, die wie Augen aussehen, aus denen ein Haar herausragt. Das ist der Ferntastsinn. Alle Pflanzenzerleger und Kotaufbereiter fressen täglich ein Mehrfaches ihres Körpergewichtes, die Nahrung passiert schnell den Verdauungsapparat und ist dann chemisch vorbereitet für die Fermentierung durch Pilze und Bakterien.

Die Komplexität des Bodens gleicht dem Organismus eines Lebewesens. Er kann sich auch anpassen an neue klimatische Bedingungen – wenn ihm genug Zeit bleibt.

Der Springschwanz ist ein Urinsekt.

Der Springschwanz ist ein Urinsekt.

Der Abbau von Pflanzenmaterial, von Zellulose und Holzstoff, ist chemisch äusserst komplex. Es bleiben für sehr lange Zeit schwer abbaubare Reste übrig, zum Beispiel wichtige Humusstoffe und Huminsäuren. Doch bei den Aufräumarbeiten wird nichts dem Zufall überlassen. Selbst allerkleinste Reste werden gesammelt und gefressen. Der wirblige und niedliche Federflügler etwa sammelt übrig gebliebene Pilzsporen unter der Eichenstreu. Auch Springschwänze nagen an den Pflanzenresten. Es sind Urinsekten. Springschwänze haben eine Sprung­gabel auf der Bauchseite. Damit können sie Sprünge von ihrer hundert- bis tausendfachen eigenen Körperlänge machen.

Chemikalien schädigen die Schutzmechanismen der Nützlinge

Die Nanostruktur des Springschwanzes.

Die Nanostruktur des Springschwanzes.

Springschwänze, Milben und andere Bodentiere haben ein Problem, wenn die Blätter und die Umgebung feucht und nass werden. Sie könnten dort kleben bleiben. Es gibt für die kleinen Bodenbewohner nur eine Devise: absolut wasserabweisend sein. Das geschieht mit speziellen Oberflächen: Chitin. Es macht die Hüllen von Spinnen, Insekten, Tausendfüsslern, anderen Krabbeltierchen biegsam, ist wasserabweisend und doch atmungsaktiv. Chitin ist übrigens auch die Gerüstsubstanz von Pilzen und macht sie ebenfalls wasserabweisend.

So sieht die Oberflächenstruktur der Assel-Schuppen aus, wenn man genau hinsieht.

So sieht die Oberflächenstruktur der Assel-Schuppen aus, wenn man genau hinsieht.

Zusätzlich haben die Tierchen Oberflächenstrukturen, welche die Berührungsfläche vermindern, wie zum Beispiel die Schuppen bei den Asseln. Die Springschwänze sind überzogen mit einem Netz aus Sechsecken, sogar die Augen sind so gestaltet. In den Ecken hat es Pfeiler und die sind mit Balken miteinander verbunden. Dadurch wird Wasser wie ein Film aufgezogen, etwa so wie die Seifenlösung auf einem Ring. Es entsteht auf dem Tier eine Luftschicht von ein paar Nanometern Dicke und ein entsprechender Wasserfilm darüber. Das gibt bei Regen eine wasserabweisende und atmungsaktive Oberfläche. Die Wirkung ist derart, dass es Springschwänze gibt, die auf der Oberfläche eines Teiches leben und dort darauf herumspringen können. Die wasserabweisenden Strukturen sind auch sehr wichtig für die Regulierung der Aufnahme von Bodenmineralien und den Wasserhaushalt im Innern der Lebewesen.

Pestizide für die Behandlung von Schädlingen sind für sie deshalb eine Gefahr: Die Chemikalien überwinden die wasserabstossende Oberfläche, um in den Körper der Tierchen gelangen zu können. Dementsprechend schädigen sie auch die Schutzmechanismen bei den Nützlingen.

Abnehmende Biodiversität endet in einem Teufelskreis

Die Pestizide und die Düngung sind aber nicht die einzige Bedrohung der Kleinstlebewesen in einem Acker. Bei der Bearbeitung von Äckern verdichten schwere Nutzfahrzeuge den Boden. Er enthält dadurch weniger Lufträume und Wasser fliesst schlechter ab. Auch dies, weniger Poren und zu viel Nässe, erschwert den Bodentieren das Überleben. Ackerböden sind biologisch gesehen deshalb träge Systeme.

Durch die weggeführte Ernte gibt es ausserdem für die Organismen weniger Biomasse zum Rezyklieren. So nimmt die Biodiversität des Bodens stark ab. Das bedeutet nicht nur viel weniger Bodenlebewesen, sondern auch ein Boden, dem Pflanzennahrung (Dünger) immer stärker zugeführt werden muss und dessen Kulturen anfälliger auf Krankheiten sind, weil mit der Bekämpfung der Schädlinge auch Nützlinge dezimiert werden. Ein Teufelskreis, der uns noch länger beschäftigen wird.