Bodenbeschaffenheit: Wie Bodenqualität das Darmmikrobiom prägt

Wissenschaftliche Analysen und Fachsymposien verdeutlichen zunehmend die biologischen Parallelen zwischen der Beschaffenheit des Bodens und der Gesundheit des menschlichen Mikrobioms. Im Rahmen des Symposiums „Boden und Darm im Zusammenhang“ in Wien wies der Arzt und Biologe Martin Grassberger auf die zentralen Gemeinsamkeiten dieser beiden Systeme hin.

Mikroorganismen agieren demnach sowohl in der Erde als auch im menschlichen Verdauungstrakt in komplexen Netzwerken, die grundlegende Funktionen für die Vitalität des jeweiligen Trägers übernehmen.

Die biologische Basis in Boden und Ernährung

Die Bedeutung des Bodens für die menschliche Versorgung wird durch aktuelle Publikationen untermauert. In seinem Werk „Die Welt unter unseren Füßen“ legt Frank Ashwood dar, dass rund 95 % der globalen Lebensmittel direkt vom Boden abhängen.

Ein einzelner Teelöffel gesunder Erde kann bis zu 6 Milliarden Mikroorganismen beherbergen. Dennoch sind laut Angaben der Vereinten Nationen bereits 40 % der Böden weltweit geschädigt, wobei insbesondere Grasland als gefährdet gilt.

Um die Qualität der Böden und deren Zersetzungsprozesse besser zu verstehen, untersuchten Forscher der Universität Zürich und von Agroscope in einer großangelegten Studie aus dem Jahr 2021 die Bodenbeschaffenheit in der Schweiz. Dabei vergruben rund 1.000 Bürger insgesamt 2.000 Baumwollunterhosen und 12.000 Teebeutel.

Die Ergebnisse, die in der Fachzeitschrift „Plants, People, Planet“ veröffentlicht wurden, zeigten, dass die Zersetzung in privaten Gärten am schnellsten voranschritt und die Art der Landnutzung der entscheidende Faktor für die biologische Aktivität war.

Einfluss der Landwirtschaft auf die Nährstoffqualität

Untersuchungen der Lincoln University in Neuseeland zeigen auf, wie diversifizierte Weidesysteme die Inhaltsstoffe von Lebensmitteln beeinflussen. Durch eine funktionelle Vielfalt in der Weidehaltung verbesserten sich nicht nur die Tiergesundheit, sondern auch die Nährstoffprofile von Milch sowie Rind-, Lamm- und Hirschfleisch.

Bei Hirschen wurde ein 27-facher Anstieg antioxidativer Eigenschaften sowie ein 59-facher Anstieg bei Metaboliten zur Stressregulation gemessen. Zudem sanken die Stickstoffverluste bei Schafen um 30 % und bei Milchkühen um 42 %. Erste Studien am Menschen deuteten zudem auf positive Effekte dieser Produkte auf Stoffwechselmarker hin.

Parallel dazu untersuchte die Universität Hohenheim den Biodiversitäts-Fußabdruck der universitären Verpflegung. Eine in „Communications Sustainability“ veröffentlichte Analyse der Mensa ergab, dass lediglich 10 Rohstoffe für 85 % des gesamten Fußabdrucks verantwortlich sind.

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Als Haupttreiber wurden tierische Produkte sowie tropische Rohstoffe wie Kaffee, Kakao und Palmöl identifiziert, da deren Anbaugebiete eine besonders hohe Biodiversität aufweisen. Die Herkunft der Lebensmittel erwies sich dabei als maßgebliches Kriterium für die ökologische Bilanz.

Gesundheitliche Auswirkungen und mikrobielle Prozesse

Der Zusammenhang zwischen Ernährung und Entzündungsprozessen war Gegenstand von Fachbeiträgen auf dem Kongress der Deutschen Gesellschaft für Innere Medizin. Professor Bischoff von der Universität Hohenheim verwies auf Studien, nach denen eine mediterrane Ernährung das kardiovaskuläre Risiko senken könne.

Eine dreiwöchige „Restore-Diät“ führte demnach zu einer Erhöhung kurzkettiger Fettsäuren (SCFA) und einer Senkung von Entzündungswerten. Ähnlich entzündungshemmende Wirkungen zeigten sich bei einer ein- bis zweiwöchigen „African Heritage Diet“, wie eine im Jahr 2025 in „Nature Medicine“ erschienene Untersuchung belegt.

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Auch im Bereich der Grundlagenforschung zu Mikroorganismen gibt es neue Befunde. Forscher der Universität Konstanz entdeckten in Bodenbakterien das Enzym LCPH1, welches in der Lage ist, sowohl den Biokunststoff LCAP als auch Penicillin-Antibiotika zu spalten. Die Struktur des Enzyms weist Ähnlichkeiten mit Beta-Lactamasen auf.

Ergänzend dazu fanden Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts in Bremen heraus, dass auch marine Lebewesen und Landtiere wie der Regenwurm über Enzyme verfügen, die natürliche Polyester (PHA) abbauen können. Insgesamt wurden 195 solcher Enzyme in 66 Tierarten identifiziert.

Ökologische Rahmenbedingungen und Bodenmanagement

Die Stabilität von Ökosystemen hängt maßgeblich von klimatischen Bedingungen ab. Eine internationale Moor-Studie unter Beteiligung der Universität Münster, veröffentlicht in „Nature Communications“, zeigt, dass tiefe Wasserstände bei steigenden Temperaturen die CO2-Emissionen massiv verstärken.

Ein höherer Wasserstand, etwa 20 cm unter der Oberfläche, könne diesen Effekt hingegen reduzieren. Die Forscher betonten die wachsende Bedeutung der Wiedervernässung von Mooren zum Klimaschutz.

Für die landwirtschaftliche Praxis werden zudem neue Methoden zur Stickstoffoptimierung geprüft. Die LfL Agrarökologie in Freising testete im Öko-Landessortenversuch mit Wintertriticale verschiedene Biostimulanzien. Diese enthalten stickstoffbindende Bakterien wie Azotobacter und versprechen eine Bindung von 30-40 kg Stickstoff pro Hektar, was die Abhängigkeit von externen Düngemitteln verringern könnte.

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