Profiteure des Klimawandels: Mehr Infektionen durch Pilze

Echte Pilze (Eumycota) gehören zum Reich der Pilze (Fungi) und umfassen eukaryotische (Lebewesen mit einem Zellkern) ein- oder vielzellige Organismen. Wie Tiere sind sie heterotroph und ernähren sich durch die Aufnahme von organischem Material. Sie wachsen entweder als Hefen oder fädig, mit langestreckten Zellen (Hyphen) und bilden ein verzweigendes Geflecht (Myzelien) sowie Pseudogewebe in ihren Fruchtkörpern aus. Als Reservestoffe dienen ihnen Speicherkohlenhydrate wie Zuckeralkohole, Disaccharide oder Polysaccharide (z.B. Glykogen). Zu den Echten Pilzen gehören unter anderen die AM-Pilze (Arbuskuläre Mykorrhizapilze) und die Dikarya (Unterreich der Pilze). Letztere umfassen Schlauchpilze (Ascomycota) und Ständerpilze (Basidiomycota).

Die klassische Einteilung pilzlicher Lebensweisen in Symbionten (z.B. Flechten, Mykorrhiza), Parasiten (z.B. Brand- und Rostpilze) und Saprobionten (Abbauer von ab­gestorbenem Material) wurde um die Endophyten ergänzt. Endophyten sind Pilze, die einen erheblichen Teil ihres Lebenszyklus im Gewebe ihrer Wirtspflanze verbringen ohne dort Symptome zu verursachen. Verändern sich die Umweltbedingungen können sie jedoch ihre Lebensweise von endophytisch zu pathogen oder zu saprob (Aufnahme toter organischer Substanz) verändern. So können endophytische Pilze, wenn zum Beispiel ihr Wirtsbaum unter Stress gerät oder hohe Sommertemperaturen vorliegen, zu einer pathogenen Lebensweise übergehen. Viele pilzliche Krankheitserreger, abgesehen von obligaten Parasiten (z.B. Rostpilze), können neben ihrer parasitischen, phytopathogenen Phase auch eine endophytische Lebensphase aufweisen. Sie werden daher auch als latente Pathogene bezeichnet. Manche dieser Pilze können in einer Baumart nur endophytisch vorkom­men und in einer anderen Baumart pathogen sein.

Eine Pflanzen- bzw. eine Baumkrankheit kann als eine Funktionsstörung von Wirtszellen und -geweben der Pflanze definiert werden. Sie resultiert aus einer anhaltenden Reizung durch einen Krankheitserreger oder einen Umweltfaktor. Als krank gelten Pflanzen, die anormale Veränderungen der Form, Physiologie, Integrität oder des Verhaltens aufweisen. Diese Veränderungen können zu einer teilweisen Schädigung oder zum Absterben der Pflanze oder ihrer Teile (Kompartimente) führen. Verantwortlich dafür sind neben abiotischen Faktoren wie Wind, Trockenheit und Feuer auch biotische Faktoren wie Insekten und Mikroorganismen. Vereinfacht können Pflanzenkrankheiten als komplexe Interaktionen zwischen Pflanzen, Pflanzenpathogenen oder Schädlingen und ihrer Umwelt beschrieben und im sogenannten Krankheitsdreieck dargestellt werden.

Treffen mindestens folgende drei Faktoren zusammen, kann eine Erkrankung ausgelöst werden: 

1. das Vorhandensein eines Krankheitserregers,
2. eine anfällige Wirtspflanze,
3. geeignete Umweltbedingungen. 

Pilzkrankheiten gehören dabei zu den wichtigsten Faktoren – die Erkrankungsprozesse werden häufig durch Pilze, die holzige Gewebe von Bäumen besiedeln, ausgelöst. Entscheidend sind dabei prädisponierende, auslösende und begleitende bzw. nachfolgende Faktoren, die biotisch oder abiotisch sein können. Hat der auslösende Faktor (z.B. Wassermangel) einen Krankheitsprozess in Gang gesetzt, können opportunistische Pathogene (z.B. Rinden- oder Holzfäulepilze) und sekundäre Insekten den Schadensverlauf beschleunigen und irreversibel machen und schließlich zum Absterben einzelner Baumkompartimente oder des gesamten Baumes führen – selbst wenn der anfängliche, auslösende Stressfaktor (z.B. Hitze und Dürre) verschwindet.

Als wichtigste Triebkraft und Hauptursache für das Auftreten neuer Pilzkrankheiten an Bäumen wird neben dem Welthandel der Klimawandel bzw. die Klimaveränderung angesehen. Weitere Treiber sind das Auftreten von invasiven, gebietsfremden Arten, Quarantäneschädlingen, neuen virulenteren, aggressiveren oder latenten pilzlichen Pathogenen, neuen Pilzhybriden sowie die Bildung neuer Pathogen-Vektor-Kombinationen, der Anbau neuer Waldbaumarten und Änderungen in der Waldbewirtschaftung. 

Klimawandel ist nicht gleichzusetzen mit „globaler Erwärmung“, sondern darunter sind die langfristigen Veränderungen der Temperaturen und Wettermuster auf der Erde zu verstehen. Der Begriff Klima beschreibt das durchschnittliche Wetter mit den Klimaelementen (z.B. Temperatur, Niederschlag, Sonnenscheindauer, Strahlung und Wind) im Bereich von Monaten bis zu Tausenden oder Millionen von Jahren. Der Begriff Witterung hingegen beschreibt kurzfristige atmosphärische Prozesse über einen Zeitraum von bis zu einer Woche, seltener einem Monat oder einer Jahreszeit. Der Begriff Wetter beschreibt atmosphärische Prozesse  einen Zeitrahmen von Stunden bis wenigen Tagen in einem bestimmten Gebiet.

Von diesen Bedingungen, z.B. hohe Temperaturen und längere Trockenperioden, profitieren besonders pilzliche Schadorganismen. Der durch die außergewöhnlichen Witterungs­bedingungen in den Jahren 2018 bis 2020 entstandene Wassermangel im Boden hat zu Stresserscheinungen, Vitalitätsverlusten sowie Pilz- und Komplexkrank­heiten bei Waldbäumen geführt. Die Folgen waren Wachstumsrückgang, frühzeitiger Blattabwurf und -verfärbung sowie großflächige Kronenverlichtung und Absterbeerscheinungen. Diese Faktoren vermindern erheblich die  Stand- und Bruchsicherheit der Bäume.

In Deutschland, aber auch in anderen Teilen Europas, zeigten die wichtigen Waldbaumarten wie Bergahorn, Rotbuche, Eichen, Waldkiefer und Fichte eine erhöhte Mortalität. Die betroffenen Bäume wiesen meist eine intensive Holzfäule im Stamm- und Kronenbereich auf, Äste und ganze Kronenteile starben plötzlich ab. Oftmals kam es zum Ausbrechen noch belaubter Äste, dem sogenannten Grünholzbruch bzw. Sprödbruch. Eine besondere Rolle spielten dabei besonders wärmeliebende Pilze aus der Verwandtschaft der Holzkeulenartigen (Xylariales). Diese parasitären, holzabbauenden Pilze besiedeln ihre lebenden Wirtsbäume, können aber nach der Infektion zunächst in einem endophytischen Stadium im Holzgewebe überdauern. Die frühen Stadien der Holzfäule werden meist durch endophytische Ascomycota, die in ihre parasitische Phase übergehen, eingeleitet. Oft sind dies Moderfäulepilze, die Zellulose in holzigen Geweben enzymatisch abbauen und innerhalb von Zellwänden ihrer Wirte wachsen. Sie können Holz unter Bedingungen besiedeln, die zu nass, heiß, kalt oder zu sauerstoffarm für Braun- oder Weißfäulepilze sind. Danach folgt das Wachstum von Basidiomyceten, wie Weißfäule- und/oder Braunfäulepilzen und anderer Ascomycota.

Die Sommertrockenheit in den Jahren 2003, 2013, 2015, 2018, 2019 und 2022 verdeutlicht, dass häufigere und intensivere Extrem-Trockenheitsereignisse durch den Klimawandel deutlich ansteigen. Waldbäume sind durch direkte Trockenschäden und eine verminderte Verteidigungsmöglichkeit gegenüber Schaderregern gefährdet. Die Trockenheit 2018 und 2019 löste in weiten Teilen Deutschlands pilzliche und komplexe Erkrankungen aus, die teilweise zum Absterben von Einzelbäumen und ganzen Beständen geführt haben. Besonders gravierend wirkten sich die Niederschlagsdefizite und die langanhaltende Wärmeperiode in den Jahren 2018 und 2019 auf Kiefern-, Rotbuchen und Ahornbestände aus.

Wärmeliebende Rinden- und Holzfäulepilze spielten eine maßgebliche Rolle im Schadprozess und bei der Holzentwertung. Die veränderten Klimabedingungen bzw. die besonderen Witterungsverhältnisse führten bei den betroffenen Bäumen zu einem Vitalitätsverlust. Das macht sie einerseits anfällig für Infektionen durch holzzerstörende Pilze und begünstigt andererseits den Übergang von endophytischen, potenziell pathogenen bzw. holzzerstörenden Pilzen in ihre parasitische Lebensphase. Sowohl bei Waldbäumen, wie auch bei Bäumen im kommunalen oder urbanen Umfeld führten die witterungs- bzw. klimabedingten Veränderungen im Schadensprozess der Rinden- und Holzfäulepilze zu einem Mehraufwand bei der Arbeits- und Verkehrssicherheit sowie Baumpflege.