Pilze
von Stefanie GoldscheiderBiologie und Ökologie der Pilze
Wie Pilze aus dem Boden schießen...
Pilze sind meist eher unscheinbare Lebewesen und haben doch gigantisches aufzuweisen. Ihr Wachstum kann mit bis zu einem Kilometer pro Tag unerreicht schnell sein. Das größte und älteste Lebewesen der Welt ist ein Pilz und zwar der parasitische Hallimasch (Bild rechts). Es konnte nachgewiesen werden, dass ein einziger Hallimasch Kolonien mit einer Ausbreitung von 6,5 Quadratkilometern hervorbringt und 2500 Jahre alt ist. Pilzwachstum ist sprichwörtlich zum Zuschauen schnell, auch bei der Pilzzucht zu Hause, doch außergewöhnlich ist auch, dass die im Boden unsichtbaren Pilzhyphen im Prinzip unsterblich sind. In manchen Fällen trifft das auch auf die sichtbaren Fruchtkörper zu: einzelne Baumpilze werden Jahrzehnte alt. Ihre dauerhaften Fruchtkörper werden wie Bäume Jahr für Jahr größer und können über 100 Kilo schwer werden.
Gigantisch, wertvoll, unersetzlich
Pilze sind bis heute die Hersteller des Penicillins sowie der Bier-, Wein- und Bäckerhefen und aller gereiften Käsesorten. Ohne Schimmelpilze gäbe es weder Emmentaler noch Camembert. Sojasauce ist ebenfalls ein komplexes Brauprodukt, das mit Hilfe von Pilzkulturen reift. Pilze sind Wunder an Geschmack und stecken voller Wirkstoffe.
Speisepilze werden zu hohen Preisen gehandelt. Gute Perigord-Trüffel erzielen über 1000 Euro je Kilogramm. Pilze können in vielerlei Hinsicht wertvoll sein: Einige Arten enthalten Substanzen (Lentinan, Krestin [1]), die nach intensiver medizinischer Forschung den Status von Arzneimitteln, insbesondere in der Krebstherapie, erlangt haben. Pilze sind ökologisch von größter Bedeutung. Sie recyceln alle organischen Abfälle. Es werden Nährstoffe und Humus für neues Wachstum daraus.
Vergleichsweise wenige Pilze sind Parasiten, darunter dennoch einige Speisepilze wie der Hallimasch (Bild oben) oder der Klapperschwamm. Sie machen krank oder töten. Andererseits gibt es mehr und mehr Anwendungen von Pilzen als natürliche Pflanzenstärkungsmittel und zur Abwehr von Pflanzenkrankheiten. Pilze sind Kosmopoliten, besiedeln viele Lebensräume und machen diese fruchtbar, wie etwa die Mykorrhiza-Pilze zu denen auch der Steinpilz gehört.
Man schätzt die Artenzahl der Pilze auf 1,5 Millionen weltweit von denen immerhin 100 000 identifiziert sind. Die Höheren Pilze, von denen hier die Rede sein soll, umfassen geschätzte 60 000 Arten weltweit.
Pilze sind Lebewesen zwischen Tieren und Pflanzen
Asexuelle Verbreitung mit Hyphen und Myzel
Durch ihre Erscheinung und Lebensweise stehen Pilze zwischen dem Reich der Pflanzen und dem Reich der Tiere. Nach heutigem wissenschaftlichen Standpunkt stehen Pilze im Stammbaum des Lebens den Tieren näher! Anders als Pflanzen ernähren sich Pilze nicht mit Sonnenenergie und produzieren auch keinen Sauerstoff. Sie brauchen organische Nahrung und atmen CO2 aus - wie alle Tiere. Wie Pflanzen bilden sie eine den Wurzeln vergleichbare Struktur aus, das Myzel. Es setzt sich zusammen aus sehr langen, dünnen Hyphen. Mit den Hyphen beziehungsweise mit dem Myzel, nehmen die Höheren Pilze Wasser und Nahrung auf. Außerdem erobert das Myzel auch ohne sexuelle Fortpflanzung neue Lebensräume indem es einfach dorthin wächst. Bei manchen Pilzen werden aus dem Myzel harte Dauerformen, die Sklerotien, wie etwa beim Eichhasen. Das Myzel ist der vegetative Teil eines Pilzes.
Sexuelle Vermehrung - Fruchtkörper, Fruchtschicht und Sporen
Der nur sporadisch in Erscheinung tretende Fruchtkörper ist der generative Teil der Pilze und dient der sexuellen Vermehrung. Der Fruchtkörper beziehungsweise die Fruchtschicht an der Unterseite des Fruchtkörpers produziert Sporen. Sporen sind vergleichbar mit Samen und werden wie diese verbreitet. Großpilze werden hinsichtlich ihrer Sporen unterschieden in Schlauchpilze und Ständerpilze. Weiterhin unterteilt man Pilze nach dem Bau ihrer Fruchtschicht in Blätterpilze (Lamellen), Röhrlinge und Porlinge, Gallertpilze und Bauchpilze.
Zwischen Tier
und Pflanze:
Das Reich
der
Pilze
Auch bei weiteren Merkmalen, die Pflanzen und Tieren unterscheiden, stehen Pilze dazwischen. Pilze haben Zellwände [2] wie Pflanzen und anders als Tiere. Pilze sind deswegen ballaststoffreicher als tierische Lebensmittel. Ihre Zellmembranen enthalten Chitin wie Insekten. Pilze speichern keine Stärke wie Pflanzen, sondern Glykogen wie Tiere.
Schmarotzer, Zersetzer oder Partner
Entscheidend und manchmal auch spektakulär ist die Ernährungsweise der Pilze. Alle Pilze leben von organischer Substanz, doch die Frage der genauen Quelle ihrer Nahrung ist wichtig für ihre ökologische Einordnung. Leben die Pilze von toter oder lebender Biomasse? Erhalten sie ihre Nährstoffe als Schmarotzer oder als Partner? Die Frage ist auch für die Pilzzucht und Pilzkultur entscheidend. Die Grenzen zwischen "nützlich" und "schädlich" sind fließend. Ihre Ernährung und Lebensweise kann parasitisch, zersetzend oder symbiotisch sein..
Parasiten und Schwächepilze
Im Reich der Pilze (heute Subdomäne: Mycobionta, Chitinpilze) sind relativ wenige Arten echte Parasiten beziehungsweise Schmarotzer, auch wenn deren Existenz durch das Auftreten und die Bekämpfung von Pilzkrankheiten (Mykosen) [4] in der Landwirtschaft überdimensionale Folgen und Kosten verursacht.
Aufsehen erregend bis gruselig ist es sicherlich, wenn Tiere durch Pilze niedergestreckt werden. Solch ein Pilz, der Raupen tötet, ist ein gesuchter Medizinalpilz mit vielversprechenden Therapiemöglichkeiten, der Cordyceps. Aber auch der als Speisepilz beliebte Austernseitling [5] kann sich als Fleischfresser betätigen und Nematoden als Nährstoffquelle nutzen. Er ist teilweise karnivor.
Die meisten pilzlichen Parasiten parasitieren jedoch Pflanzen.
Die Funktionen der parasitischen Pilze
Parasiten sind nicht immer
schädlich. Einige dienen als
biolgische Pflanzenschutzmittel
andere sind Heil- und Speisepilze.
Der gezielte Einsatz parasitischer Pilze ist eine wichtige und erfolgreiche Methode im biologischen Pflanzenschutz. Schadinsekten werden auf diese Weise in Schach gehalten. Pestizide beziehungsweise Insektizide müssen gar nicht erst eingesetzt werden. Vergleichsweise sehr wenige Pilzarten befallen beziehungsweise parasitieren Tiere. Die Forschung dazu ist wichtig.
Parasitische Pilze haben sich auf alles Mögliche spezialisiert: auf Pflanzen, auf Tiere und auf andere Pilze. An Bäumen verursachen parasitische Pilze Weiß- und Braunfäulen, die in der Forstwirtschaft zu Verlusten führen. Sie wachsen weit oben am Stamm (Bild oben) oder unten im Wurzelbereich lebender Bäume, wie der Eichhase. Manche dieser parasitischen Fäulniserreger sind dennoch Speisepilze, wie etwa der Hallimasch (Bild ganz oben) oder der heilkräftige Chaga, der vor allem für Tee verwendet wird. Vor allem der Chaga hat eine sehr interressante Biologie. Er wächst auch in Deutschland und gehört zu den Porlingen und Weißfäuleerregern. Ebenso wie der Zunderschwamm und der Klapperschwamm besitzen diese Pilze starke Heilkräfte.
Nützliche und wertvolle Baumpilze
Die Übergänge von den Schmarotzerpilzen zu den nicht parasitischen Zersetzern sind fließend und nicht jeder Parasit tötet seinen Wirt. Auch unterscheidet man sogenannte Schwächeparasiten, die nur vorgeschädigte Bäume befallen. Beispiele sind der bei uns sehr seltene und als Vitalpilz begehrte Reishi (Bild links) sowie der Igelstachelbart (Bild oben links). Viele dieser Schwächeparasiten beziehungsweise Baumpilze können nach dem Absterben des Wirtes auch auf dem Totholz jahrelang saprobiontisch weiter wachsen, wie der Zunderschwamm.
Reishi kann man auch als Vitalpilz-Pulver in Kapselform zur Nahrungsergänzung kaufen. Der Online-Shop von Myvial bietet eine große Auswahl an Vitalprodukten in Bioqualität.
Zersetzer - die Saprobioten
Die überaus meisten Pilze sind Zersetzter oder Destruenten von abgestorbener Biomasse. Man nannte sie Saprophyten weil Pilze früher zu den Pflanzen zählten. Heute heißen sie Saprobionten. Die Existenz von saprobiontischen Pilzen ist entscheidend für den globalen Nährstoffkreislauf. Pilze sind ein gewichtiger Bestandteil von Humus. Auf einem Hektar lebendigem Boden finden sich viele Tonnen an Pilzmasse in Form ihres Myzels. Pilze recyceln alles Organische, von totem Holz, Stroh, oder Pferdemist bis zu Fäkalien. Pilze zersetzen mit der Zeit Papier, Textilien und jeden Biomüll mit Hilfe ihrer speziellen Enzyme. Leider zerstören Saprobionten aber auch Holzpfähle, Gartenbänke und andere Holzkonstruktionen.
Saprobionten recyclen
Unverdauliches
für alle anderen,
ist Nahrung für
Pilze
Einige Pilze zersetzen Erdölverbindungen und giftiges biogenes Material in seine Bestandteile und machen diese Stoffe damit unschädlich. Nur ganz wenige Lebewesen können das Lignin aus Holz verwerten - allen voran saprobiontische Pilze - die Holzzersetzter. Für Pflanzenfresser ist die pflanzliche Substanz Lignin hingegen unverdaulich! Übrigens sind saprobiontische Pilze tatsächlich Bestandteil der Pansenflora von Wiederkäuern, die dadurch Gras verwerten können. Pilze machen Holz beziehungsweise Lignin und Zellulose anderen Humusproduzenten erst zum Abbau zugänglich.
Unter den Humusproduzenten sind ebenfalls viele Pilze - und zwar die Weißfäuleerreger. Eine interessante Verwendung von Destruenten ist die biologische Rodung, die Beseitigung von Baumstümpfen, etwa nach verheerenden Sturmschäden. Kombiniert man die biologische Rodung mit der Kultur von Speisepilzen oder Vitalpilzen ergeben sich statt Kosten für schwere Maschinen nutzbare Erträge. Auch die überaus aromatischen Morcheln sind Pilze, die gerne in gestörten Biotopen, beispielsweise nach Waldbränden wachsen. Der begehrte Speisepilz (Bild links) gedeiht hier ohne große Konkurrenz und renaturiert dabei den Standort.
Die meisten Kulturpilze sind Saprobionten, allen voran der Champignon und der Shiitake. Weitere sind Parasol und Braunkappe. Je nach Art können Pilzkulturen auf Holz oder Stroh oder auf von anderen Pilzen teilweise zersetztem (beziehungsweise fermentiertem) [6] organischem Material gezüchtet werden.
Pilz-Partner
Viele leckere Speisepilze gehören zu einer anderen, genauso bedeutenden Gruppe. Diese Pilze gehen Symbiosen mit Pflanzen ein. Beide Partner profitieren. Das Pilz-Myzel im Boden beziehungsweise die weitläufigen, viele Meter langen Hyphen umwachsen die Pflanzenwurzeln und verhelfen ihnen zu einer besseren Aufnahme von Mineralstoffen und Wasser in einem weiten Umkreis. Man nennt diese symbiontischen Pilze auch Mykorrhiza-Pilze [3]. Obwohl der Mykorrhiza-Pilz kein Parasit ist, zweigt er Nährstoffe von der Pflanze ab.
Symbiose-Pilze lösen Umweltprobleme
Symbiosepartner
leben besser.
Eine Frage von
Pilzen oder Wüsten
Der Nutzen von symbiontischen Pilzen für Bäume, Sträucher und Wälder auf trockenen oder nährstoffarmen Standorten ist immens. Sie können ohne ihre Mykorrhizapartner im Boden nur schwer oder überhaupt nicht überleben. Nur Pilz und Pflanze in Symbiose gelingt die Besiedelung von ausgewaschenen Böden in den Tropen oder in manchen unserer nährstoffarmen Mittelgebirge aber auch in Trockenregionen.
Der ökologische und ökonomische Wert symbiontischer Pilze ist auch in der Landwirtschaft ungeheuer groß, obwohl man bis heute sehr wenig darüber weiß. Es ist nämlich sehr schwierig, die komplexen Wechselwirkungen zwischen Pflanzen, Pilzen und Bodenbakterien zu untersuchen und die Symbiosen im Labor zu reproduzieren. Im Ergebnis steigern Symbiose- beziehungsweise Mykorrhiza-Pilze die Erträge in der Landwirtschaft ohne den Einsatz von Düngemitteln.
An der Kultivierbarkeit der sehr gesuchten symbiotischen Speisepilze wie beispielsweise den Trüffeln, die mit Eichen und Hasel in Gesellschaft leben, wurde jahrzehntelang intensiv geforscht. Trüffel gelten heute als kultivierbar und können angesiedelt werden. Für Steinpilz, Maronenröhrling und Pfifferling, die mit unseren Waldbäumen in Gesellschaft leben, stecken Anbaubemühungen noch im Versuchsstadium. Sie sind bislang nicht kultivierbar. Pilzliebhaber müssen nach wie vor die Wildsammlung in der Pilzsaison abwarten oder den Königspilz ganz einfach getrocknet verwenden (Bild links).
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Anhang
[1] Lentinan aus Lentinula edodes, dem Shiitake, Krestin aus Trametes versicolor, der Schmetterlingstramete und Grifolan aus Grifola frondosa, dem Klapperschwamm sind Präparate die aus Pilzen isoliert werden und in Japan und den USA zugelassene Krebsmedikamente sind. Weitere Substanzen wie das Pleuran aus dem Austernseitling (Pleurotus ostreatus) und das Flammulin aus dem Samtfußrübling (Flammulina velutipes) lassen ähnliche Anwendungen erwarten.
[2] Die Zellwand dient einer stabilen Struktur aber auch dem Schutz vor Austrocknung, Strahlung oder anderen Umwelteinflüssen bei ortsgebundenen Lebensformen. Sie ist ein unterscheidendes Merkmal von Pflanzenzellen im Gegensatz zu tierischen Zellen. Bei Pilzen ist eine Zellwand vorhanden, die allerdings aus Chitin besteht und nicht aus Zellulose wie bei Pflanzen.
[3] Mykorrhiza: Die Wurzeln von 90 bis 95% aller Pflanzenarten können oder müssen mit Pilzen im Boden eine sehr enge Symbiose eingehen, um an ausreichend Wasser und Mineralstoffe zu gelangen. Die Pflanzenwurzeln sind wesentlich dicker als die Hyphen (~ Wurzeln) der Pilze und haben keine so große Reichweite beziehungsweise Oberfläche und auch keinen so effektiven Aufnahmemechanismus. Die extrem dünnen und weitreichenden Pilzhyphen durchwachsen oder umwachsen deswegen die Pflanzenwurzeln, liefern diesen beispielweise den in vielen Böden schwer verfügbaren Phosphor und erhalten von der Pflanze deren organische Syntheseprodukte wie Zucker, Aminosäuren und Lipide zum eigenen Wachstum. Diese Symbiose ist von Vorteil für beide Partner. Sowohl die Mykorrhiza-Pilze als auch viele Pflanzenarten sind darauf obligatorisch angewiesen.
[4] Pilzkrankheiten oder Mykosen: Schadpilze sind die bedeutendsten Krankheitserreger in der Landwirtschaft (Rost, Schorf, Beulenbrand) und im Forst. Viele Pilzkrankheiten (Mehltau, Braunfäule) sind allerdings Unechte Pilze und gehören taxonomisch in eine andere Subdomäne als die Echten Pilze.
[5] Der Austernseitling oder Austernpilz ist sehr anpassungsfähig. Er wächst auf unverrottetem Holz und zersetzt es dabei. Daneben kann er zum Schwächeparasiten werden, weil er kranke Bäume befällt. Letztendlich nutzt er auch Nematoden (Fadenwürner) mit als Nahrungsquelle und tötet sie dabei wie ein Parasit.
[6] Wächst ein Pilz nur auf halb verrottetem, fermentiertem beziehungsweise bereits durch andere Pilze zersetztem Material wird er als sekundärer Saprobiont bezeichnet, so wie der Champignon und der Parasol aber auch der wertvolle Mandelpilz. Ein Pilz, der unverrottetes Holz und Stroh selbst zersetzen kann wird als primärer Saprobiont bezeichnet. Beispiele sind der Austernpilz und der Shiitake.
Autorin: Stefanie Goldscheider
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Literatur zu Pilzen:
- Taschenlexikon der Pilze Deutschlands
- Die Großpilze Baden-Württembergs
- Grundkurs Pilzbestimmung
- Der neue Kosmos Pilzatlas
- Growing Gourmet and Medicinal Mushrooms, Paul Stamets, 3rd ed. 2000, Ten Speed Press
- Mycelium Running: How Mushrooms Can Help Save the World: P. Stamets, 2005, Ten Speed Press
- Zeitschrift für Phytotherapie Hippokrates-Verlag 2007;28:115-124 und 223-229
