Sie sitzen überall. Auf den Blättern, auf den Wurzeln und auch auf Blüten und Samen. Pflanzen beherbergen zahlreiche kleine Mitbewohner: Bakterien, Archaebakterien, Pilze und Viren. Ihre Erforschung ist derzeit in vollem Gange. Denn unter diesen Mikroorganismen gibt es nicht nur Pflanzenschädlinge, sondern mindestens genauso viele Nützlinge, die die Abwehr stärken und das Wachstum fördern. Nicht nur Menschen besitzen also ein "Mikrobiom", das ihre Gesundheit beeinflusst, sondern auch Pflanzen.
Forscher wollen dieses "Phytobiom" so verändern, dass Ackerpflanzen gegen bestimmte Krankheiten geschützt werden. Einzelne solcher "Probiotika" sind sogar schon auf dem Markt. Die große Hoffnung ist, dadurch den Einsatz von Pestiziden verringern zu können. "Mikrobielle Pflanzenschutzmittel sind einfach umweltfreundlicher und sicherer", sagt Gabriele Berg, Biotechnologin an der Universität Graz.
Bio-Pestizide: Sich die Kleinsten zu Nutze machen
Ganz neu ist das Prinzip der Bio-Pestizide aber nicht: So setzt man etwa Bacillus-thuringiensis-Präparate seit 1964 im Biolandbau gegen diverse Insekten wie zum Beispiel den Kartoffelkäfer ein. Bacillus thuringiensis ist ein Bodenbakterium. Werden die Mikroben von den Käferlarven aufgenommen, schädigen sie deren Darm und töten sie. Aber erst durch neue Technologien ist es möglich, den Mikrobenreichtum in Pflanzen und Böden sichtbar zu machen und die Funktionen der Kleinstlebewesen nach und nach aufzuschlüsseln.
So weiß man, dass Pflanzen etwa 20 Prozent ihrer Kohlenhydrate an die wuselige Wohngemeinschaft im Boden abgeben. Im Gegenzug sondern Bakterien und Pilze antibiotisch wirksame Stoffe ab, die Schädlinge abtöten. Außerdem verändern sie die Genaktivität von Pflanzenzellen, was unter anderem die Abwehrkräfte steigern kann. Berg hat beispielsweise herausgefunden, dass Bodenbakterien, die Kohlpflanzen besiedeln, gegen Nematoden und den Schadpilz Verticillium longisporum vorgehen. Der Clou dabei: Diese Bakterien, wie etwa Serratia plymuthica, bilden zudem aus Inhaltsstoffen im Kohl Aromastoffe, die womöglich gegen Krebs feien. Würde man Kohlpflanzen also gezielt mit solchen Bakterien "beimpfen", könnte die Pflanze möglicherweise Schädlinge besser abwehren und zusätzlich auch noch der Gesundheit des Menschen dienen.
Ziemlich gut erforscht ist auch die Bakteriengattung Pseudomonas, die verschiedene Breitband-Antibiotika produziert. Alexandre Jousset, Mikrobiologe an der Universität Utrecht, verfolgt aber noch eine andere Idee: Er sucht Pseudomonaden, die besonders viel fressen und dadurch das Nahrungsangebot für Krankheitserreger schmälern, sodass diese nicht wachsen können. Er will herausfinden, welche Mischung dieser Bakterien am effektivsten gegen Wurzelschädlinge wirkt. Jousset erforscht außerdem verschiedene Viren-Stämme, die etwa den Schleimfäule-Erreger bei Tomaten abtöten. "In 20 Jahren werden wir keine Pestizide mehr brauchen", prophezeit er.