Bodenmikroorganismen tragen zu mindestens einem Viertel der gesamten Biodiversität der Erde bei und stellen somit ein riesiges «Mikroben-Reservoir» dar. Von dort gelangen viele Mikroorganismen in die Wurzeln, Blätter, Früchte und Samen der Pflanzen und bilden das pflanzliche Mikrobiom. Die Zusammensetzung des menschlichen Darmmikrobioms hängt wiederum stark von der Umwelt, der Ernährung und des jeweiligen Lebensstils ab. Menschen, die viele Ballaststoffe essen, in ländlichen Regionen wohnen bzw. viel Kontakt zur Natur haben und selten gestresst sind, besitzen eine andere Darmmikrobiota als Menschen, die sich ballaststoffarm ernähren und/oder in urbanen Umgebungen wohnen. Einiges spricht dafür, dass diese äußeren Einflüsse stärker sind als innere Faktoren wie zum Beispiel die menschliche Genetik. Daraus entstand die Hypothese, dass die Mikrobiota von Boden und Pflanzen zu den bedeutendsten Einflussfaktoren auf die Vielfalt der menschlichen Mikrobiota gehört und so alle drei Komponenten zusammen die sogenannte Boden-Pflanze-Darm-Achse bilden. Dabei geht man davon aus, dass die Zusammensetzung des menschlichen Darmmikrobioms unablässig durch Mikroben beeinflusst wird, die über pflanzliche Lebensmittel und die Umwelt in den Körper gelangen.
In der Übersichtsarbeit von Ma et al. (2025) werden die Mikroben in sogenannten «Spezialisten» und «Generalisten» unterschieden [1]. Als «Spezialisten» werden alle Mikroben genannt, die fast ausschließlich nur in einem bestimmten Lebensraum vorkommen – zum Beispiel nur im Boden oder nur im Darm. «Generalisten» hingegen sind die Mikroben, die sowohl in Boden, Pflanzen als auch im Darm vorkommen können. Diese besitzen bestimmte Eigenschaften, die es ihnen ermöglichen, sich an die jeweilige Umgebung anzupassen. Sie sind deshalb interessant für die mikrobielle Verbindung zwischen den Naturreichen. Bekannt ist zum Beispiel die Gattung Chlostridium ssp. Sie können im Boden und in Pflanzen zum Beispiel Stickstoff fixieren und Phosphate lösen, was für ein gesundes Pflanzenwachstum wichtig ist. Im menschlichen Darm hingegen fermentieren Clostridien-Bakterien Kohlenhydrate und produzieren kurzkettige Fettsäuren, die die Darmgesundheit fördern. Die Lactobacillus-Bakterien zeigen bei Pflanzen ebenso positive Wirkungen wie im menschlichen Darm, indem sie das Wachstum anregen und im Boden Schadmetalle abbauen. Andersherum gilt es jedoch auch für pathogene Bakterien: Salmonellen wirken nicht nur beim Menschen krankmachend, sondern können auch Pflanzen besiedeln, deren Immunsystem schwächen und dadurch Chlorose – eine verminderte Chlorophyllbildung – sowie das Welken der Blätter verursachen.
Um miteinander zu agieren, nutzen die Mikroben sehr verschiedene Wege: Sie können zum Beispiel Moleküle produzieren, die in zwei unterschiedlichen lebendigen Organismen wie Pflanzen und Menschen wirken, indem sich die Moleküle sowohl an für sie passende pflanzliche als auch menschliche Rezeptoren anheften, wenn die Rezeptoren ähnliche Strukturen aufweisen. Dadurch können die Mikroben unter anderem Immun- oder Stressreaktionen sowohl bei Pflanzen als auch beim Menschen auslösen. Eine weitere Möglichkeit der Interaktion ist der sogenannte «horizontale Gentransfer». Dabei tauschen Mikroben innerhalb eines Lebensraumes Gene untereinander, beispielsweise Antibiotikaresistenz-Gene. Ein konkretes Beispiel dafür ist eine Studie, bei der Schweinefarmen und deren Umgebungen untersucht wurden [2]. Dabei ließen sich viele Antibiotikaresistenz-Gene in der Umgebung nachweisen. Diese Gene wurden nicht nur über Aerosole – Tröpfchen, Partikel aus Stallluft und Gülle – verbreitet, sondern sie wurden auch zwischen den Mikroben weitergegeben und gelangten so in die Umgebung und in den menschlichen Darm.
Eine weitere Möglichkeit, wie Mikroben miteinander agieren, ist das Verdrängen oder Blockieren von neuen Mikroben, was als «colonization resistance» bezeichnet wird [1]. Auf dieser Weise schützt sich ein gesundes Darmmikrobiom vor Krankheitserregern. Mikroben können sich auch gegenseitig helfen, indem sie Stoffwechselprodukte austauschen. So produzieren Bodenmikroben Vitamine wie Vitamin B12, die indirekt auch dem Darmmikrobiom zugutekommen können. Da Menschen normalerweise keine Bodenmikroben direkt in den Darm aufnehmen, dienen Pflanzenmikroben als Vermittler. Über pflanzliche Lebensmittel mit ihrem spezifischen mikrobiellen Besatz gelangen solche Stoffe in den menschlichen Darm, wo sie von der Darmmikrobiota weiterverarbeitet werden. Daran wird deutlich, dass Boden, Pflanzen und das menschliche Darmmikrobiom zusammenhängen, auch ohne, dass die Mikroorganismen selbst direkt übertragen werden. Es zeigt vor allem auch, dass die Mikrobiome der Böden, Pflanzen und des Menschen eng miteinander verbunden sind. So kann man sagen, dass auch die Gesundheit gegenseitig beeinflusst wird, es also nur eine Gesundheit gibt – «One Health». Wenn man berücksichtigt, dass biodynamische Böden ein reicheres Mikrobiom aufweisen als organisch bewirtschaftete Böden [3], dann kann vor dem Hintergrund des Übersichtsartikels gefolgert werden, dass biodynamische Landwirtschaft zur Gesundheit von Boden, Pflanze bis hin zum Menschen wesentlich beiträgt.
Wie sich dieses Zusammenspiel im Alltag auf uns Menschen auswirkt, wird anhand weiterer Studien im nächsten Artikel erläutert.
Literaturverzeichnis
[1] Ma H, Cornadó D & Raaijmakers JM (2025): «The soil-plant-human gut microbiome axis into perspective». Nat Commun 16, 7748. https://doi.org/10.1038/s41467-025-62989-z
[2] Song L, Wang C, Jiang G, Ma J, Li Y, Chen H & Guo J (2021): «Bioaerosol is an important transmission route of antibiotic resistance genes in pig farms». Environment International 154, 106559. https://doi.org/10.1016/j.envint.2021.106559
[3] Milke F, Rodas-Gaitan H, Meissner G, Masson V, Oltmanns M, Möller M, Wohlfahrt Y, Kulig B, Acedo A, Athmann M & Fritz J (2024): «Enrichment of putative plant growth promoting microorganisms in biodynamic compared with organic agriculture soils». ISME Communications 4(1), ycae021. https://doi.org/10.1093/ismeco/ycae021
