Elektrische Informationsflüsse über die Sporokarpe zweier ektomykorrhizaler Pilze im Feld

Pilze mit verborgenen Botschaften

Auf einem Waldspaziergang wirken Pilze oft wie schlichte Zierde auf dem Waldboden. Diese Studie legt jedoch nahe, dass sie eher den blinkenden Lichtern einer im Boden vergrabenen Leiterplatte gleichen. Indem die Forschenden auf winzige Spannungsänderungen in wilden Fruchtkörpern hörten, fanden sie Hinweise darauf, dass Pilze elektrische Informationen über unterirdische Netzwerke senden können und dass diese Signale bei Feuchtigkeitsveränderungen auf überraschend geordnete Weise reagieren.

Ein mit Pilzen verkabelter Waldboden

Viele Waldbäume sind auf Pilze angewiesen, die sich um ihre Wurzeln legen und als feine Fäden durch den Boden ausbreiten. Diese Fäden transportieren Nährstoffe, Wasser und sogar chemische Signale zwischen den Partnern. Frühere Laborarbeiten deuteten bereits an, dass pilzliche Netzwerke auch elektrische Nachrichten tragen könnten, doch Belege aus natürlichen Wäldern waren rar. Das Team hinter dieser Arbeit wollte prüfen, ob in freier Wildbahn wachsende Pilze elektrische Aktivität teilen, die wie Informationsfluss aussieht, und wie diese Aktivität reagiert, wenn die Umwelt angestoßen wird.

Der Wald als natürliches Labor

Die Forschenden arbeiteten in einem Eichenwald im Norden Japans. Monate vor der Pilzsaison fügten sie mehreren Bodenflächen Harnstoff hinzu, eine stickstoffreiche Verbindung. Dies ist bekannt dafür, eine Gruppe von Arten—ammoniakliebende Pilze—später im Jahr zur Fruchtung anzuregen. Im Herbst zahlte sich das aus: Innerhalb eines fünf Meter mal fünf Meter großen Plots tauchten 37 Fruchtkörper (Sporokarpe) von zwei Hebeloma-Arten auf. Jeder Pilz wurde mit einem Paar winziger medizinischer Elektroden versehen, eine in der Hutmitte und eine im Stiel, um die Spannungsdifferenz jede Sekunde über dreieinhalb Tage aufzuzeichnen, ohne den Waldboden zu schädigen.

Elektrische Unterhaltungen unter der Erde verfolgen

Die Spannung in jedem Pilz stieg und fiel im Laufe der Zeit, selbst ohne sichtbare Störung, und diese Schwankungen waren nicht zufällig. Mithilfe eines aus der Informationstheorie entlehnten statistischen Ansatzes maß das Team, wie sehr das Wissen um das elektrische Muster in einem Pilz dazu beitrug, das Muster in einem anderen wenige Sekunden später vorherzusagen. So konnten sie Richtung und Stärke des „Informationsflusses“ unter allen 37 Sporokarpen kartieren. Signale beschränkten sich nicht auf Pilze desselben genetischen Klons oder sogar derselben Art, schwächten sich jedoch mit größerer physischer Distanz ab. Genetische Unterschiede innerhalb einer Art spielten ebenfalls eine Rolle, was darauf hindeutet, dass nahe verwandte Pilze stärker gekoppelte Aktivität teilen könnten, möglicherweise über ein gemeinsames Mycelnetz unter der Erde.

Wasser weckt das Netzwerk

Um zu sehen, wie das Netzwerk auf Veränderung reagiert, goss das Team mehrmals sorgfältig entweder Leitungswasser oder menschlichen Urin an die Basis eines ausgewählten Pilzes, und einmal wurden alle mit Harnstoff behandelten Flächen mit Wasser durchfeuchtet. Wenn lokal eine kleine Menge Wasser zugegeben wurde, stieg die Stärke des Informationsflusses zwischen den Pilzen innerhalb von etwa einer halben Stunde an, was darauf hindeutet, dass das Netzwerk ein nasseres Fleckchen schnell registrierte und verbreitete. Im Gegensatz dazu sank bei Bewässerung des gesamten Plots die Koordination zwischen den Pilzen: Da plötzlich alles feucht war, reagierte jeder Fruchtkörper offenbar vergleichsweise unabhängig. Urin, der sich langsam zu Ammoniak zersetzt, hatte während der wenigen Aufzeichnungs­tage nur geringe kurzfristige Auswirkungen auf die geteilten elektrischen Muster, vermutlich weil sich die chemischen Veränderungen im Boden viel langsamer entfalten als die kurzen elektrischen Spitzen, die die Elektroden erfassten.

Was die Ergebnisse für das Leben im Wald bedeuten

Insgesamt stützen die Ergebnisse die Vorstellung, dass Pilzfruchtkörper in einem natürlichen Wald ein reaktionsfähiges elektrisches Netz bilden, das über Distanz- und Artengrenzen hinweg wirkt, und dass dieses Netz je nach lokalen Bedingungen wie Wasserverfügbarkeit mehr oder weniger koordiniert ist. Die Studie beweist noch nicht, dass diese Signale wie eine „Sprache“ mit spezifischen Bedeutungen funktionieren, sie legt jedoch nahe, dass unterirdische Pilznetzwerke Veränderungen in ihrer Umgebung schnell erfassen und verbreiten können. Zukünftige Arbeiten, die diese elektrischen Veränderungen mit konkreten Änderungen von Wachstum, Nährstoffbewegung oder Sporenfreisetzung verbinden, könnten zeigen, dass die stillen Pilze zu unseren Füßen an einem dynamischen, informationsreichen Leben beteiligt sind, das knapp unter der Oberfläche verborgen liegt.

Zitation: Fukasawa, Y., Akai, D., Takehi, T. et al. Electrical information flows across the sporocarps of two ectomycorrhizal fungi in the field. Sci Rep 16, 12397 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42673-y

Schlüsselwörter: pilzliche Netzwerke, Pilzstrom, Waldökologie, Mykorrhiza, bioelektrische Signalübertragung