Ein echtes Multitalent in Sachen Mutualismus sind Orchideen: Bei ihnen findet man hochspezialisierte Bestäubungssymbiosen und zusätzlich „Mykorrhiza“. Der Begriff stammt aus dem Griechischen und bedeutet „Pilzwurzel“. Im Fall der Orchideen handelt es sich um eine endotrophe Mykorrhiza: Das Innere der Pflanzenwurzeln wird von Mykorrhiza-Pilzen besiedelt. Der Gewinn auf Pilzseite besteht darin, dass er pflanzliche Assimilate für seinen Stoffwechsel nutzen kann. Im Gegenzug erschließt er der Pflanze Mineralien und Nährstoffe, die über den Boden aufgenommen werden. Aber nicht immer ist eine Orchideen-Pilz-Beziehung von gegenseitigem Nutzen: Chlorophyllfreie Orchideen wie der einheimische Nestwurz (Neottia) sind parasitäre Pflanzen, die zeitlebens von ihrem Mykorrhiza-Pilz abhängig (mykotroph) sind. Diese Form des Zusammenlebens wird auch als antagonistische Symbiose bezeichnet, da das Nutzenverhältnis einseitig in Richtung Pflanze verschoben ist.

Mykorrhizae sind zumindest in Mitteleuropa weit verbreitet, rund drei Viertel aller hier vorkommenden Blütenpflanzen gehen solch eine Symbiose ein. Wie extrem weit verbreitet speziell eine Symbiose mit Pilzen der Ordnung Sebacinales ist, zeigt der Beitrag „Sebacinales Everywhere“ - Pilze leben in spezieller Symbiose. Bei mitteleuropäischen Waldbäumen ist eine ektotrophe Mykorrhiza obligat. Die Pilzhyphen entwickeln sich hier nicht innerhalb der Pflanzenwurzeln, sondern außen. Sie ummanteln die Pflanzenwurzeln und dringen bis in die Zellzwischenräume der Wurzeln vor, wo sie ein netzartiges Geflecht bilden, das Hartigsche Netz. Da die teilweise weit verzweigten Pilzhyphen einen Großteil der Nährstoff- und Wasseraufnahme übernehmen, kann die Pflanze Wurzelhaare einsparen: Sie werden reduziert und die Wurzeln verdicken häufig. Das Pilzgeflecht kann den Boden großräumig durchziehen; mitunter sind sogar mehrere Bäume über ein und dasselbe Pilzgeflecht miteinander verbunden. Wie sehr ein Baum von der Mykorrhiza profitiert, wird deutlich, wenn der Pilz fehlt: Der Baum ist dann in seinem Wachstum eingeschränkt, kann mit konkurrierenden Nachbarbäumen nicht mithalten und sogar eingehen.

Bei manchen Mykorrhiza-Formen versorgt der Pilz „seine“ Pflanze auch mit speziellen chemischen Verbindungen, zum Beispiel mit Wachstumsfaktoren oder mit Cytokinen, die als Phytohormon wirken. Andere Produkte des Pilz-Stoffwechsels dienen der Schädlingsabwehr. Bei derartig interessanten Nutzen-Aspekten ist es kein Wunder, dass auch der Mensch davon profitieren will. Im Pflanzenbau werden manche Arten bereits gezielt mit Mykorrhiza-Pilzen vergesellschaftet, um ein besseres Gedeihen zu erreichen. Die genauen molekularbiologischen und biochemischen Zusammenhänge der Mykorrhiza werden erforscht, um zum Beispiel Impulse für die Schädlingsbekämpfung und Resistenzentwicklung bei Nutzpflanzen zu erhalten.

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