Waldbrände zerstören viele Pflanzen und Tiere, doch bestimmte Pilze profitieren vom Feuer und verwerten Holzkohle als Nährstoffquelle. Eine neue Studie der University of California, Riverside, veröffentlicht in den Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), untersucht, wie Pilze, die vor einem Brand kaum nachweisbar sind, danach stark anwachsen können.
Über fünf Jahre sammelte das Team Proben an sieben Brandstellen in ganz Kalifornien. Zur Forschungsgruppe gehörte der Erstautor und ehemalige Postdoktorand Ehsan Sari aus dem Labor von Glassman. Die Wissenschaftler sequenzierten Pilzgenome und setzten Isolate Holzkohle aus, woraufhin die Experimente mehrere genetische und lebensgeschichtliche Anpassungen offenbarten.
Wesentliche Mechanismen sind:
- Genverdopplung: Erhöhte Kopien von Genen erlauben mehr Enzymproduktion zur Holzkohlezerlegung, etwa bei Aspergillus.
- Sexuelle Rekombination: Viele Basidiomycota nutzen Paarung, um Gene neu zu mischen und so schneller Fähigkeiten zur Holzkohleverwertung zu entwickeln.
- Horizontaler Gentransfer: Coniochaeta hoffmannii scheint nützliche Gene von Bakterien übernommen zu haben, was ihm Werkzeuge zum Abbau von Brandrückständen gibt.
Glassman erklärt, dass horizontaler Gentransfer selten ist, aber Pilzen neue Fähigkeiten verleihen kann. Zusätzlich fanden die Forscher physische Überlebensstrategien: Einige Pilze bilden hitzeresistente Sklerotien, die Jahrzehnte im Boden ruhen können, andere überdauern tiefer und besiedeln nach einem Feuer schnell konkurrenzfreie, nährstoffreiche Flächen. Ein Beispiel ist Pyronema: Es hat weniger Gene zur Holzkohlezerlegung, bildet aber rasch kleine orangefarbene Fruchtkörper, wenn Konkurrenten fehlen.
Weil Holzkohle chemisch Ähnlichkeit zu Schadstoffen aus Ölunfällen, Bergbaurückständen und anderen industriellen Prozessen hat, könnte das Wissen über diese Gene praktisch genutzt werden. Glassman sagt, die Gene könnten eingesetzt werden, um Ölunfälle zu reinigen, Erze abzubauen oder verbrannte Landschaften wiederherzustellen; es ist ein sehr neues Gebiet mit potenziell vielen nützlichen Anwendungen.
Schwierige Wörter
- genverdopplung — Verdoppelung von Erbinformationen in Organismen
- rekombination — Neuanordnung von Erbanlagen durch sexuelle FortpflanzungSexuelle Rekombination
- gentransfer — Übertragung von Genen zwischen verschiedenen OrganismenHorizontaler Gentransfer
- sklerotium — kleine harte Struktur, mit der Pilze überdauernSklerotien
- sequenzieren — die Abfolge von DNA-Bausteinen bestimmensequenzierten
- isolat — ein im Labor getrennt gewachsener MikroorganismusIsolate
- holzkohle — kohlenstoffreiche Rückstände verbrannter Pflanzen nach Feuer im Boden
Tipp: Fahre über markierte Wörter oder tippe darauf, um kurze Definitionen zu sehen – während du liest oder zuhörst.
Diskussionsfragen
- Welche Chancen und Risiken sehen Sie bei der Nutzung von Pilzgenen zur Reinigung von Ölunfällen oder zur Wiederherstellung verbrannter Landschaften?
- Warum können Pilze wie Pyronema nach einem Brand plötzlich stark wachsen, obwohl sie vorher kaum nachweisbar waren?
- Welche Forschungsschritte wären Ihrer Meinung nach nötig, bevor man Gene von Brandpilzen praktisch für Umweltanwendungen einsetzt?
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