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Orchideen sind die ultimativen Diven der Pflanzenwelt und nicht nur die extravaganten Zierpflanzen, die von Floristen und Gartenbauern bevorzugt werden. Es gibt ungefähr 30.000 verschiedene Orchideenarten - mehr als jede andere Familie blühender Pflanzen - und einige von ihnen sind so wählerisch, dass sie ein Jahrzehnt oder länger im Untergrund verweilen und nur darauf warten, dass die genauen Bedingungen vorliegen.
Sie sind in einer Vielzahl von Lebensräumen auf allen Kontinenten außer der Antarktis beheimatet und werden häufig in Kosmetika und Parfums verwendet. In einigen Teilen der Welt werden sie sogar zu Snack-Kuchen gemahlen. Vanille ist eine Orchidee, die jeder Bäcker kennt. Tausende von Orchideen werden jährlich in Washington, DC, ausgestellt, wenn der US Botanic Garden und die Smithsonian Gardens gemeinsam seltene Orchideen aus den beiden Sammlungen zum ersten Mal zeigen.
(Hören Sie sich diese neue Episode des Smithsonian-Podcasts Sidedoor an, in der untersucht wird, wie Wissenschaftler des Smithsonian Environmental Research Center versuchen, Orchideen wie die kleine quirlige Pogonie in freier Wildbahn wiederherzustellen.)
Trotz ihrer Allgegenwart sind Orchideen extrem anfällig für Habitatverlust und Überernte. Die Populationen sind normalerweise klein, manchmal nur ein oder zwei Dutzend Pflanzen, und sie leben in sehr begrenzten Bereichen, in denen sie sehr spezialisierte Bestäuber benötigen. Orchideen, die in freier Wildbahn wachsen, sind auch in vollem Umfang auf Pilze angewiesen, um früh in ihrem Lebenszyklus zu überleben. Die Komplexität ihrer Ökologie stellt Naturschützer vor große Herausforderungen.
Es kann Jahrzehnte dauern, um zu lernen, was eine Orchidee braucht, aber einige Arten haben möglicherweise nicht so lange. Allein in den USA und in Kanada ist mindestens die Hälfte aller einheimischen Orchideen in einem Teil ihres Verbreitungsgebiets bedroht. Aus diesem Grund baut das North American Orchid Conservation Center (NAOCC) ein nationales Netzwerk von Aufbewahrungsorten auf, in denen Orchideensamen und die in ihren Wurzeln vorkommenden Pilze aufbewahrt werden. Ihr Ziel ist es, das genetische Material zu speichern, das zur Erhaltung aller mehr als 200 in den USA und Kanada heimischen Orchideenarten benötigt wird.
"Es gibt internationale Bemühungen im Bereich des Samenbankings, aber nur wenige Menschen haben sich auf Orchideen konzentriert, weil sie nicht viel über ihre Ökologie wissen", sagt Dennis Whigham, Leiter des Plant Ecology Lab am Smithsonian Environmental Research Center (SERC) in Edgewater, Maryland.
Cymbidium tracyanum (US Botanic Garden) 
Dendrobium ceraula (US Botanic Garden) 
Cymbidium Baltic Dew "Sommersprossengesicht" (US Botanic Garden) 
Epicatanthe Volcano Trick "Orange Fire" (US Botanischer Garten) 
Cymbidium Pierrette "Milchtee" (US Botanic Garden) 
Paphiopedilum haynaldianum (US Botanic Garden) 
Rhyncolaeliocattleya Toshie Aoki (US Botanischer Garten) 
Bulbophyllum echinolabium (US Botanic Garden) Im Jahr 2012 gründete Whigham NAOCC in Zusammenarbeit mit dem US Botanic Garden. Sie haben standardisierte Protokolle zum Sammeln von Orchideensamen und -wurzeln entwickelt und arbeiten mit anderen Gruppen im ganzen Land zusammen, um regionale Aufbewahrungsorte einzurichten, zu denen Naturschützer und Orchideenbegeisterte beitragen können.
Ihr Ziel ist es, Sammlungen aller Arten aus jedem Staat zu haben. In jedem Bundesstaat wollen sie Sammlungen aus allen Regionen, in denen eine Art wächst, da die gleiche Art je nach ihrer Umgebung mit völlig unterschiedlichen Pilzen in Verbindung gebracht werden kann.
„Dies auf nationaler Ebene zu tun, ist wirklich wichtig“, sagt Kingsley Dixon, wissenschaftlicher Leiter der Stiftung bei Kings Park und Botanic Garden in Westaustralien. Mit Ausnahme der Millennium Seed Bank, deren Ziel es ist, das Saatgut aller Pflanzen der Welt zu konservieren, wurden Orchideensamenbanken bisher auf staatlicher Ebene oder unabhängig von Universitäten und Botanischen Gärten betrieben.
Melissa McCormick kniet im Wald in der Nähe einer Cranefly-Orchidee, Tipularia discolor, die in den kalten Wintermonaten ein einzelnes Blatt hervorbringt . (SERC) Laut Dixon ist das NAOCC-Modell ein wichtiger Schritt für die Erhaltung der Orchideen. Er repliziert es in Australien und arbeitet mit China, Saudi-Arabien und südostasiatischen Ländern zusammen, um diesem Beispiel zu folgen. "Wir wollen es von einem sporadischen Ad-hoc-Ansatz zu einem systematischeren Ansatz machen, um alle Orchideen auf Dauer zu erhalten", sagt er. "Es wäre großartig, ein globales NAOCC zu haben."
Das Einlagern von Saatgut und Pilzen ist jedoch nur der erste Schritt. Es verbleibt eine enorme Menge an Forschung, um den Erhalt der Orchideen erfolgreich zu gestalten. Im Gegensatz zu Samen anderer Pflanzen enthalten Orchideensamen nicht die Nährstoffe, die sie zum Keimen benötigen. Sie bekommen es von Pilzen.
Viele konsumieren Pilze über ihre Wurzeln, auch nachdem sie aus dem Boden aufgetaucht sind, und beginnen, Zucker durch Photosynthese herzustellen. Einige Orchideen brauchen eine Pilzart, um zu sprießen, und eine ganz andere, um als Erwachsener zu überleben. Einige Arten können jahrelang glücklich von Pilzen im Untergrund leben, bis etwas sie dazu inspiriert, sich aus dem Boden zu lösen, vielleicht ein weiterer Pilz. Wieder andere Orchideen benötigen Pilze, die nur in lebenden Baumwurzeln vorkommen. Ihre Komplexität ist der Grund, warum so wenig über sie bekannt ist.
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Calopogon tuberosus, die grasrosa Orchidee, ist eine im Osten Nordamerikas beheimatete Orchidee. In Illinois, Kentucky und Maryland gefährdet und in New York als ausnutzbar anfällig eingestuft. (Melissa McCormick, SERC) "Zuerst muss man den Pilz finden", sagt Melissa McCormick, eine Botanikerin, die mit Whigham im SERC-Labor für Pflanzenökologie zusammenarbeitet. was die Orchidee zum Überleben braucht. “
McCormick isoliert die DNA für fast 800 Pilzproben, die das Labor aus Wurzeln kultiviert hat, die von NAOCC-Mitarbeitern gesammelt wurden. Die Proben repräsentieren etwa 100 verschiedene Orchideenarten aus verschiedenen Regionen. Da Orchideen so spezifisch für ihre Umgebung sind, haben Pflanzen derselben Art oft unterschiedliche Pilze, je nachdem, wo sie gesammelt wurden. Laut Whigham sind 99, 9 Prozent der Pilze, die McCormick bisher sequenziert hat, neu in der Wissenschaft.
So viel über diese Pflanzen ist für die Wissenschaft neu. Selbst nach der Identifizierung der Pilze, die eine Orchidee benötigt, hat es sich als schwierig erwiesen, die Samen im Labor zum Wachsen zu bringen. Jay O'Neill, der Chef-Labortechniker des SERC Plant Ecology Lab, versucht seit zwei Jahrzehnten, die vom Bund bedrohte kleine quirlige Pogonie zu verbreiten. Samen, die fast sieben Jahre in einer Petrischale mit den dazugehörigen Pilzen gelebt haben, sind angeschwollen, als wollten sie keimen. Aber das ist soweit es ging. Es muss etwas fehlen.
Cypripedium acaule, Mokassinblume oder rosa Frauenschuh (Melissa McCormick, SERC) Es waren jedoch nicht alle schlechten Nachrichten. O'Neill hat die Hälfte der zehn einheimischen Arten, die bei SERC im Wald gefunden wurden, erfolgreich gekeimt. Das Team hat sogar eine davon, die Klapperschlangenbanane, in Versuchsflächen im Wald eingeführt. Und wie fast alles andere bei Orchideen erforderte die wilde Aussaat die Entwicklung einer völlig neuen Technik. Da sie keine Nährstoffe wie Bohnen oder Früchte enthalten, sind Orchideensamen winzig. Zehntausende davon machen etwa einen halben Teelöffel Staub aus. Um sicherzustellen, dass die Samen so lange wie möglich zum Keimen gebracht werden, hat das Labor Samenpakete entwickelt, die bei Bedarf jahrelang halten können. Ihre Pakettechnik wird mittlerweile auf der ganzen Welt eingesetzt.
Die Verpackung ist natürlich nur ein Teil davon. Divas bis zum Ende, ist Standort für eine Orchidee von größter Bedeutung. "Wenn Sie Orchideen pflanzen wollen, wollen Sie sie dort pflanzen, wo die Pilze sind", sagt McCormick. Sie entwickelt derzeit Techniken zum Auffinden von Zielpilzen in Bodenproben. Das ist noch in Arbeit.
Cleistesiopsis divaricata rosebud orchid stammt aus den östlichen und südöstlichen Vereinigten Staaten von New Jersey, südlich von Florida und westlich von Kentucky und Louisiana. (Melissa McCormick, SERC) Sehr wenige Menschen sind sich der Schwierigkeit bewusst, Orchideen zu konservieren und in die Wildnis zurückzukehren, oder der Verwundbarkeit gesunder Populationen. Kommerzielle Orchideen, die von Floristen und in Lebensmittelgeschäften verkauft werden, sind entweder Sorten, die in einem Gewächshaus mit Zucker anstelle von Pilzen kultiviert werden können, oder sie werden hybridisiert, um ohne ihn zu wachsen. Uninformierte Gärtner und Bastler gehen häufig davon aus, dass sie eine Orchidee aus dem Wald sammeln können, um sie kurz nach dem Ausgraben sterben zu lassen.
Wenn Wissenschaftler lernen könnten, Orchideen zu vermehren, könnten sie kommerziell produziert oder von Hausgärtnern gezüchtet werden. "Das ist eines unserer langfristigen Ziele", sagt Whigham. "Sobald wir wissen, wie man alle einheimischen Orchideen vermehrt, müssen Sie sie nicht mehr ausgraben, um sie in Ihrem Garten zu haben."
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Calopogon tuberosus_alba ist eine seltene weiße Blüte der grasrosa Orchidee (Melissa McCormick, SERC)
