Das wimmelnde Leben toter Bäume

Verrottende Baumstämme sind für die Artenvielfalt im Wald und das Recycling organischer Stoffe von entscheidender Bedeutung

Von Katarina Zimmer 13.02.2025

Auch wenn niemand in der Nähe ist, der es hört, wenn im Wald ein Baum umfällt, bemerken es unzählige Lebewesen. Schlafende Pilze im Baum erwachen, um sich daran zu laben, und andere, die aus dem Boden kriechen, gesellen sich dazu. Bakterien greifen ein, manche gleiten an Pilzfäden entlang, um tiefer in den Stamm einzudringen. Termiten alarmieren ihre Mitbewohner, die sich daraufhin in Massen versammeln , um das Holz zu verschlingen. Stück für Stück zersetzt sich das Totholz und bringt nebenbei neues Leben hervor.

Doch der Abbau von Holz – einem der zähesten organischen Materialien – ist leichter gesagt als getan, und Wissenschaftler müssen noch viel über diesen lebenswichtigen ökologischen Prozess lernen. Manche erforschen die Tricks von Pilzen und anderen Mikroben, um Holz zu verdauen, und wie Tiere diese Fähigkeit zu ihrem Vorteil nutzen. Andere untersuchen die Rolle von Totholz beim Recycling organischer Stoffe und bei der Stabilisierung des globalen Klimas. Ihre Erkenntnisse offenbaren die komplexen Wechselwirkungen im Inneren abgestorbener Bäume.

„Nur weil es tot ist, heißt das nicht, dass es keine wichtige Funktion im Ökosystem mehr hat“, sagt die Ökologin Amy Zanne vom Cary Institute of Ecosystem Studies im Bundesstaat New York. Dennoch nimmt die Menge an Totholz in vielen Wäldern weltweit ab und damit auch seine lebenswichtige Funktion.

Wenn Bäume Kohlenstoff aufnehmen, wird ein Teil davon zum Aufbau komplexer Strukturmoleküle wie Zellulose, Hemizellulose und Lignin verwendet. Zellulose – haltbare, dicht gepackte Stränge des Einfachzuckers Glukose – bildet das Holzgerüst, umschlossen von drahtigen Strängen aus Hemizellulose. Betonartiges Lignin, das härteste der drei Materialien, hält alles zusammen.

Insbesondere Zellulose und Lignin seien „unglaubliche evolutionäre Innovationen“, sagt der Mykologe David Hibbett von der Clark University in Massachusetts. „Sie haben so viele positive Eigenschaften für die Zellwände und sind für Organismen sehr schwer verdaulich.“

Nur bestimmte Mikrobengruppen, wie Pilze aus der Familie der Basidiomyceten , können diese zähen Moleküle abbauen. Manche gelangen über schwimmende oder von Insekten übertragene Sporen ins tote Holz, während andere als verzweigte Fäden, sogenannte Hyphen, darauf zuwachsen. Manche ruhen sogar in lebenden Bäumen und warten darauf, dass diese gestresst werden oder absterben.

Solche Pilze stecken ihre langen Hyphen in Öffnungen im Holz – Insektentunnel oder wassertransportierendes Pflanzengewebe – oder bahnen sich eigene Wege. Weißfäulepilze setzen aggressive Enzyme frei, die Lignin aufspalten, um an die restlichen Bestandteile zu gelangen. Zurück bleibt weißes, faseriges Holz, das hauptsächlich aus Zellulose besteht. Braunfäulepilze lassen das Lignin weitgehend intakt, setzen aber hochreaktive Moleküle frei, die die Zellulose zersetzen und ein braunes, krümeliges Substrat hinterlassen.

Holzzerstörende Pilze können ein bemerkenswertes Revierverhalten aufweisen . Schneidet man einen morschen Baumstamm durch, sieht man oft schwarze Linien, die sich durch das Holz ziehen. Das ist Melanin – dasselbe Pigment, das die menschliche Haut dunkel färbt –, mit dem sich Pilze vor eindringenden Pilzen schützen . „Das sind die Bereiche, in denen Pilzmyzelien aufeinanderprallen und quasi um ihr Revier kämpfen“, sagt Hibbett.

Lange Zeit dachten Forscher, dass Insekten bei der Holzzersetzung nur eine relativ geringe Rolle spielen. Doch sie spielen eine wichtige Rolle, insbesondere in den Tropen und Subtropen – und sind laut einer Studie des Ökologen Sebastian Seibold von der Technischen Universität Dresden und seiner Kollegen aus dem Jahr 2021 für etwa ein Drittel des weltweiten Totholzverfalls verantwortlich . Zu diesen Lebewesen gehören Holzwespen und verschiedene Fliegen, Rüsselkäfer und andere Käfer und natürlich Termiten, diese außergewöhnlichen Holzfresser .

Solche Insekten beschleunigen den mikrobiellen Zerfall, indem sie Holz in kleinere Stücke zermahlen und dabei selbst einige davon verdauen. Nur wenige könnten dies ohne die zelluloseabbauenden Mikroben in ihrem Darm tun, und keines tut dies so effizient wie Termiten. Diese Insekten bilden riesige Kolonien, die ihr Totholz erbittert gegen andere Insekten verteidigen, sagt Jan Šobotník, Termitenökologe an der Tschechischen Universität für Biowissenschaften in Prag. Manche Termiten „können einen großen Baum innerhalb eines Jahrzehnts vollständig auffressen“, sagt er.

In Ökosystemen wie den trockenen australischen Savannen dringen bestimmte Termiten sogar in lebende Bäume ein – ein ungewöhnliches Vorgehen, da das lebende Gewebe schädliche Abwehrstoffe enthält. Diese Termiten dringen in die Wurzeln ein und fressen sich dann in das tote Kernholz des Baumes, das geringere Mengen dieser Chemikalien enthalten kann, sagt Šobotník.

Mehr als 30 Prozent der Biomasse in solchen Savannen wird von Termiten verzehrt, die die Stämme von innen aushöhlen. Dies geht aus den Forschungen von Zanne hervor, die Mitautorin eines Artikels über Totholz und den Kohlenstoffkreislauf im Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics 2024 ist. „Ein Großteil der Zersetzung in der Savanne findet tatsächlich statt, während der Baum noch lebt“, sagt sie.

Andere Termiten haben Pilze für sich entdeckt, die Lignin zersetzen , und kultivieren diese Pilze ähnlich wie menschliche Bauern ihre Felder. In Afrika und Asien beispielsweise sammeln manche Termiten Sporen von Weißfäulepilzen aus der Umwelt und züchten sie auf einer kammartigen Struktur aus abgestorbenem Pflanzenmaterial. Die Termiten pflegen den Kamm, füttern ihn mit gesammeltem Holz und fressen die Mischung, nachdem sie von den Pilzen zersetzt wurde.

Holzfressende Lebensformen wiederum ernähren andere Lebewesen. Viele Käferarten ernähren sich von den Sporen , Myzelien oder Pilzen holzzerstörender Pilze, während sich manche Ameisen auf die Jagd und den Verzehr von Termiten spezialisiert haben . Schätzungen zufolge ist ein Drittel aller Insektenarten in einem Wald in irgendeiner Form auf Totholz angewiesen – und diese Insekten dienen als Nahrung für andere Wirbellose sowie Vögel und Fledermäuse. Verrottende Baumstämme bieten hervorragende Wachstumsplätze für Baumsetzlinge und bieten Tiernestern, Höhlen und Bauten.

„Es ist ziemlich klar“, sagt Seibold, „dass dies ein Lebensraumtyp und eine Ressource ist, die wir brauchen, um diesen Teil des Lebens auf der Erde zu erhalten.“

Wohin gelangt das Holz, wenn ein Baumstamm verrottet? Holzfresser nutzen einen Teil des Kohlenstoffs zur Energiegewinnung und stoßen dabei Kohlendioxid – im Fall von Termiten Methan – als Abfallprodukt aus. Kohlenstoff fließt auch in den Körperbau ein; manche Termiten nutzen ihren ligninreichen Kot zum Bau von Nestern und Erdhügeln. Wenn diese Strukturen verrotten, wird ein Teil des Kohlenstoffs in die Luft freigesetzt, während ein Teil zusammen mit Holzresten auf dem Boden verbleibt. Zusammen werden diese Reste Teil des Humus im Boden , helfen dabei, Wasser zu speichern und unterstützen bodenbewohnende Mikroben, Wirbellose und Wurzeln.

Doch der Bestand an Totholz – und die damit verbundene Artenvielfalt – ist in vielen Wäldern weltweit stark zurückgegangen. Wälder wurden in Holzplantagen umgewandelt, in denen Bäume vor ihrem natürlichen Absterben gefällt werden; manche Förster entfernen Totholz auch, um den Brennstoff für Waldbrände zu reduzieren . Baumstämme werden auch in der Annahme entfernt, sie würden Schädlinge züchten, die lebende Bäume befallen. Ökologen halten dieses Risiko jedoch für übertrieben. Totholz wird auch in industriellen Verbrennungsanlagen zur Erzeugung von Bioenergie verbrannt .

Der Erdsystemforscher Steven Allison von der University of California in Irvine schätzt, dass der größte Teil des Kohlenstoffs aus Totholz zwar in die Luft gelangt, ein Teil jedoch über ein Jahrhundert lang im Boden gebunden bleibt. „Totholz ist wirklich ein Freund“, sagt er. „Man möchte mehr davon haben und es länger im Boden halten.“

Es gibt Anzeichen für einen Wandel. In den letzten Jahren haben politische Entscheidungsträger in Europa und den USA begonnen, den Schutz von Totholz zu fördern – beispielsweise durch Forstwirtschaftspläne, die vorschreiben, es in Ruhe zu lassen. In den USA erlebt Totholz derzeit ein Comeback. In anderen Teilen der Welt sei dies jedoch noch nicht der Fall, insbesondere dort, wo das Bewusstsein für seinen Nutzen noch fehle, so Seibold.

Und das ist vielleicht nicht überraschend. Während in den letzten Jahren die Bedeutung lebender Bäume für die Gesundheit und Artenvielfalt unseres Planeten immer mehr Anerkennung fand, sind tote Bäume schwieriger zu verkaufen. Dabei sind diese verrottenden Bäume für die natürliche Kreislaufwirtschaft des Waldes, in der aus toten Bäumen lebende Bäume entstehen, von entscheidender Bedeutung.

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