Was denken Pilze?
- Im Jahr 2000 nahm Professor Toshiyuki Nakagaki, Biologe und Physiker an der japanischen Universität von Hokkaido, eine Probe eines gelben Schimmels und platzierte ihn am Eingang des Labyrinths, mit dem die Intelligenz und das Gedächtnis von Mäusen getestet werden. Am anderen Ende des Labyrinths stellte er einen Zuckerwürfel ab.
Physarum polycephalum schien nach Zucker zu riechen und begann, seine Sprossen auf die Suche nach ihm zu schicken. Die Spinnennetze des Pilzes teilten sich an jeder Kreuzung des Labyrinths, und diejenigen, die in eine Sackgasse fielen, drehten sich um und begannen, in andere Richtungen zu schauen. Mehrere Stunden lang füllten Pilznetze die Labyrinthpassagen, und am Ende des Tages fand einer von ihnen den Weg zum Zucker.
Danach nahmen Toshiyuki und sein Forscherteam ein Stück des Spinnennetzes des Pilzes, das am ersten Experiment teilgenommen hatte, und stellten es am Eingang einer Kopie desselben Labyrinths ab, ebenfalls mit einem Zuckerwürfel am anderen Ende. Was passiert ist, hat alle erstaunt. Im ersten Moment verzweigte sich das Spinnennetz in zwei Teile: Ein Spross gelangte ohne eine einzige zusätzliche Umdrehung zum Zucker, der andere kletterte auf die Wand des Labyrinths und überquerte sie direkt an der Decke entlang direkt zum Ziel. Das Pilznetz hat nicht nur die Straße auswendig gelernt, sondern auch die Spielregeln geändert.
Ich wagte es, der Tendenz zu widerstehen, diese Kreaturen wie Pflanzen zu behandeln. Wenn Sie mehrere Jahre lang an Pilzen forschen, bemerken Sie zwei Dinge. Erstens sind Pilze näher am Tierreich als es scheint. Zweitens scheinen ihre Handlungen manchmal das Ergebnis einer bewussten Entscheidung zu sein. Ich dachte, den Pilzen sollte die Möglichkeit gegeben werden, die Rätsel zu lösen … - Toshiyuki Nakagaki
Weitere Untersuchungen von Toshiyuki ergaben, dass Pilze auch Transportwege planen können und viel schneller als professionelle Ingenieure. Toshiyuki nahm eine Karte von Japan und platzierte Lebensmittelstücke an Orten, die den großen Städten des Landes entsprachen. Er legte die Pilze "in Tokio". Nach 23 Stunden bauten sie ein lineares Netz von Spinnweben zu allen Nahrungsmitteln auf. Das Ergebnis ist eine fast exakte Nachbildung des Schienennetzes um Tokio.
Es ist nicht so schwierig, mehrere Dutzend Punkte miteinander zu verbinden. aber effizient und wirtschaftlich zu verbinden ist gar nicht so einfach. Ich glaube, dass unsere Forschung uns nicht nur dabei helfen wird, die Infrastruktur zu verbessern, sondern auch effizientere Informationsnetzwerke aufzubauen. - Toshiyuki Nakagaki
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Das Rätsel eines anderen Wesens
Nach vorsichtigen Schätzungen gibt es auf der Erde etwa 160.000 Pilzstämme, von denen die meisten beeindruckende Fähigkeiten besitzen.
In Tschernobyl wurde beispielsweise ein Pilz entdeckt, der sich von radioaktiven Produkten ernährt und gleichzeitig die Luft um ihn herum reinigt. Dieser Pilz wurde an der Wand eines zerstörten Kernkraftwerks gefunden, das viele Jahre nach der Katastrophe weiterhin Strahlung erzeugte, die alles Leben in einem Umkreis von mehreren Kilometern zerstört.
Bei der Erkundung der Amazonaswälder fanden zwei Biologiestudenten der Yale University den Pilz Pestalotiopsis microspora, der Kunststoff abbauen kann. Diese Fähigkeit wurde entdeckt, als der Pilz die Petrischale aß, in der er gezüchtet wurde.
Bisher sind weder unsere Wissenschaft noch unsere Technologie dazu in der Lage. Plastikverunreinigungen sind eines der größten technologischen Probleme. Heute haben wir große Hoffnungen auf diesen Pilz. - Professor Scott A. Strobl.
Genetiker des American Institute of Bioenergy haben es geschafft, dass der Pilzstamm die natürliche Zuckerxylose schneller verdaut. Die potenzielle Bedeutung dieser Entdeckung liegt in der Schaffung einer neuen, billigen und schnellen Methode zur Herstellung sauberer Biokraftstoffe.
Es scheint, wie ein "primitiver" Organismus ohne Gehirn und mit eingeschränkter Bewegung Wunder wirkt, die außerhalb der Kontrolle der Wissenschaft liegen?
Um zu versuchen, die Welt des Pilzes zu verstehen, müssen Sie zuerst etwas erklären. Shiitake, Portobello und Champignon sind nicht nur die Namen von Speisepilzen. Jeder von ihnen ist ein lebender Organismus, der ein Netzwerk von Millionen dünnster Spinnweben unter der Erde darstellt. Die aus dem Boden spähenden Pilze sind nur die „Fingerspitzen“dieser Spinnweben, die „Werkzeuge“, mit denen der Körper seine Samen verbreitet. Jeder solche „Finger“enthält Tausende von Sporen. Sie werden vom Wind und den Tieren getragen. Wenn die Sporen in den Boden fallen, bilden sie neue Netze und keimen mit neuen Pilzen.
Diese Kreatur atmet Sauerstoff. Aus biologischer Sicht ist es so ungewöhnlich, dass es zu seinem eigenen Königreich gehört, das sowohl von Tieren als auch von Pflanzen getrennt ist.
Aber was wissen wir wirklich über diese Lebensform?
Wir wissen nicht, was das unterirdische System der Spinnweben zu einem bestimmten Zeitpunkt dazu veranlasst, Pilze an die Erdoberfläche freizusetzen. Warum wächst ein Pilz zu einem Baum und ein anderer zu einem anderen? und warum einige von ihnen tödliche Gifte produzieren, während andere lecker, gesund und duftend sind. In einigen Fällen können wir nicht einmal den Zeitplan für ihre Entwicklung vorhersagen. Pilze können drei Jahre später oder 30 Jahre nachdem ihre Spore einen geeigneten Baum gefunden hat, erscheinen. Mit anderen Worten, wir wissen nicht einmal die grundlegendsten Dinge über Pilze. - Michael Pollan, Forscher.
KÖNIGIN DER TOTEN
Pilze sind aufgrund ihrer anatomischen Struktur schwer zu verstehen. Wenn Sie eine Tomate in die Hand nehmen, halten Sie die ganze Tomate so wie sie ist in der Hand. Aber Sie können einen Pilz nicht pflücken und seine Struktur untersuchen. Ein Pilz ist nur die Frucht eines großen und komplexen Organismus. Das Spinnwebenetz ist zu dünn, um von der Erde befreit zu werden, ohne sie zu beschädigen. - Sgula Motspi, Mikrobiologin.
Ein weiteres Problem ist, dass die meisten Waldpilze nicht domestiziert werden können und sowohl für Forschungs- als auch für industrielle Zwecke sehr schwer zu züchten sind.
Sie wählen nur einen bestimmten Wurf, sie entscheiden selbst, wann sie keimen sollen. Oft fällt ihre Wahl auf alte Bäume, die nicht an einen anderen Ort gebracht werden können. Und selbst wenn wir Hunderte geeigneter Bäume im Wald pflanzen und Milliarden von Sporen auf den Boden sprühen, gibt es keine Garantie dafür, dass wir in angemessener Zeit Pilze bekommen. - Michael Pollan, Forscher.
Die Systeme der Ernährung, des Wachstums, der Fortpflanzung und der Energieerzeugung bei Pilzen unterscheiden sich grundlegend von denen bei Tieren. Sie haben kein Chlorophyll und nutzen daher im Gegensatz zu Pflanzen die Energie der Sonne nicht direkt. Champignons, Shiitake und Portobello wachsen beispielsweise auf einem Wurf verwelkter Pflanzen.
Wie Tiere verdauen Pilze Nahrung, aber im Gegensatz zu ihnen verdauen sie Nahrung außerhalb ihres Körpers: Pilze scheiden Enzyme aus, die organische Stoffe in ihre Bestandteile zerlegen und diese Moleküle dann absorbieren.
Wenn Erde der Magen der Welt ist, dann sind Pilze ihre Verdauungssäfte. Ohne ihre Fähigkeit, organische Stoffe zu zersetzen und zu verarbeiten, wäre die Erde längst erstickt. Tote Materie würde sich endlos ansammeln, der Kohlenstoffkreislauf würde unterbrochen und alle Lebewesen würden ohne Nahrung bleiben.
Wir konzentrieren uns in unserer Forschung auf Leben und Wachstum, aber in der Natur sind Tod und Verfall gleichermaßen wichtig. Pilze sind die unbestrittenen Herrscher des Königreichs des Todes. Daher gibt es übrigens so viele von ihnen auf den Friedhöfen. Das größte Geheimnis ist jedoch die enorme Energie der Pilze. Es gibt Pilze, die den Asphalt knacken, im Dunkeln leuchten, über Nacht eine ganze Reihe petrochemischer Abfälle verarbeiten und daraus ein essbares und nahrhaftes Produkt machen können. Der Coprinopsis atramentaria-Pilz kann in wenigen Stunden einen Fruchtkörper wachsen lassen und sich dann an einem Tag in eine Pfütze aus schwarzer Tinte verwandeln.
Halluzinogene Pilze verändern die Meinung der Menschen. Es gibt giftige Pilze, die einen Elefanten töten können. Und das Paradoxe ist, dass sie alle winzige Mengen an Kalorien enthalten, mit denen Forscher normalerweise Energie messen. Unsere Art, Energie zu messen, scheint hier nicht zu passen. Kalorien stehen für Sonnenenergie, die in Pflanzen gespeichert ist. Aber Pilze sind schwach mit der Sonne verbunden. Sie keimen nachts und verdorren tagsüber. Ihre Energie ist etwas völlig anderes.
- Michael Pollan, Forscher.
Internet unter der Erde
Das Myzel ist die komplexe Infrastruktur, auf der sich alle Pflanzen der Welt befinden. In zehn Kubikzentimetern Erde finden Sie acht Kilometer seiner Spinnweben. Der menschliche Fuß bedeckt etwa eine halbe Million Kilometer eng beieinander liegender Spinnweben. - Paul Stemets, Mykologe.
Was ist in diesen Bahnen los?
Anfang der neunziger Jahre entstand die Idee, dass das Netz dieser Spinnweben nicht nur Lebensmittel und Chemikalien transportierte, sondern auch ein intelligentes und selbstlernendes Kommunikationsnetzwerk war. Es ist leicht, eine vertraute Struktur zu erkennen, wenn man sich auch kleine Teile dieses Netzwerks ansieht. Die grafischen Darstellungen des Internets sehen genauso aus. Das Netzwerk verzweigt, und wenn einer der Zweige ausfällt, wird er schnell durch Problemumgehungen ersetzt. Die in strategischen Bereichen gelegenen Knoten werden aufgrund weniger aktiver Orte besser mit Strom versorgt und vergrößert. Diese Bahnen sind empfindlich. Und jedes Web kann Informationen an das gesamte Netzwerk übertragen.
Und es gibt keinen "zentralen Server". Jedes Spinnennetz ist unabhängig und die gesammelten Informationen können in alle Richtungen an das Netzwerk übertragen werden. Somit hat das Grundmodell des Internets zu allen Zeiten existiert, nur dass es sich im Boden versteckt hat. - Paul Stemec, Mykologe
Das Netzwerk selbst scheint auf unbestimmte Zeit wachsen zu können. Zum Beispiel wurde im Bundesstaat Michigan ein Myzel gefunden, das unterirdisch auf eine Fläche von neun Quadratkilometern gewachsen ist. Es wird geschätzt, um rund 2.000 Jahre alt zu sein.
Wann beschließt das Netzwerk, Pilze zu züchten?
Manchmal ist der Grund die Gefahr für die Zukunft des Netzwerks. Wenn der Wald, der das Netzwerk speist, ausbrennt, erhält das Myzel keinen Zucker mehr von den Baumwurzeln. Dann sprießt sie an den entferntesten Enden Pilze, so dass sie Pilzsporen verbreiten, ihre Gene "befreien" und ihnen die Möglichkeit geben, einen neuen Ort zu finden. So erschien der Ausdruck "Pilze nach Regen". Der Regen wäscht organische Fäule vom Boden weg und entzieht dem Netzwerk im Wesentlichen seine Stromquelle - dann sendet das Netzwerk "Rettungskräfte" mit Streitigkeiten auf der Suche nach einer neuen Zuflucht.
Alptraum für Insekten
"Ein neues Zuhause finden" ist eine andere Sache, die Pilze vom Tier- und Pflanzenreich unterscheidet. Es gibt Pilze, die ihre Sporen verbreiten, wie Früchte ihre Samen verbreiten. Andere produzieren Pheromone, nach denen sich Lebewesen zwanghaft sehnen. Weiße Trüffelsammler suchen damit nach Schweinen, da der Geruch dieser Pilze dem eines Alpha-Ebers ähnelt.
Es gibt jedoch komplexere und grausamere Wege, um Pilze zu verbreiten. Bei der Beobachtung der westafrikanischen Ameisen der Art Megaloponera foetens wurde festgestellt, dass sie jedes Jahr auf hohe Bäume klettern und mit solcher Kraft ihre Kiefer in den Stamm stechen, dass sie sich danach nicht mehr befreien und sterben können. Bisher gab es keine Fälle von Massenselbstmord an Ameisen.
Es stellte sich heraus, dass die Insekten gegen ihren Willen handeln und jemand anderes sie zu Tode schickt. Der Grund sind die kleinsten Sporen des Pilzes הטומנטלה, die manchmal in den Mund der Ameisen gelangen. Im Kopf des Insekts sendet die Spore Chemikalien an ihr Gehirn. Danach klettert die Ameise auf den nächsten Baum und stößt die Kiefer in die Rinde. Hier beginnt er, als würde er aus einem Albtraum aufwachen, sich zu befreien und stirbt am Ende erschöpft. Nach ungefähr zwei Wochen sprießen Pilze aus seinem Kopf.
Auf Bäumen in Kamerun können Sie Hunderte von Pilzen sehen, die aus den Körpern von Ameisen wachsen. Für Pilze ist diese Kraft über das Gehirn ein Mittel zur Fortpflanzung: Sie benutzen die Beine einer Ameise, um auf einen Baum zu klettern, und die Höhe hilft bei der Ausbreitung ihrer Sporen durch den Wind; so finden sie sich ein neues Zuhause und…. neue Ameisen.
Der thailändische "Zombie-Pilz" Ophiocordyceps unilateralis ermutigt die Ameisen, die sich davon ernähren, auf die Blätter bestimmter Pflanzen zu klettern. Die Entfernung, die die infizierten Ameisen dafür zurücklegen, ist viel größer als die Entfernung in ihrem normalen Leben. Nachdem sie die Blätter erreicht haben, sterben die Insekten an Müdigkeit und Hunger, und nach zwei Wochen sprießen Pilze aus ihrem Körper.
Diese Kreaturen sind vielleicht die erstaunlichsten von allen, die ich gesehen habe. Wir glauben, dass sie LSD-ähnliche Chemikalien produzieren, aber wir müssen noch auf Medikamente stoßen, die im Interesse eines Menschen Verhalten hervorrufen. - Professor David Hughes.
Hughes entdeckte Pilze, die das Gehirn von Spinnen, Läusen und Fliegen kontrollieren.
Dies ist kein Zufall, keine natürliche Selektion oder Nebenprodukte eines anderen Prozesses. Diese Insekten werden gegen ihren Willen dorthin geschickt, wo sie nicht sein sollten, aber Pilze mögen. Als wir die infizierten Ameisen auf andere Blätter übertrugen, keimten die Pilze einfach nicht. - Professor David Hughes
WIE DIE ANTIBIOTIKA ERFINDET WURDEN
Die Tatsache, dass Pilze starke Gifte produzieren können, hat eine positive Seite. Einige dieser Gifte sind wirksame Waffen gegen unsere gemeinsamen Feinde. Zum Beispiel Mikroben.
Die besten Antibiotika sind in Pilzen enthalten. - Paul Stemets, Mykologe.
Von den 160.000 Pilzarten, deren Körper komplexe chemische Verbindungen enthalten, konnte die Wissenschaft nur 20 entziffern und reproduzieren, und unter ihnen wurden mehrere essentielle Arzneimittel gefunden.
Es gibt einen Grund, warum Pilze Medikamente produzieren. Sie wachsen immer an den schlimmsten Orten, feucht, heiß, an Orten, die "Fabriken von Mikroben und Viren" sind. Die meisten Pflanzen haben keinen Schutz vor diesen Faktoren, aber Pilze widerstehen. Das bekannte Medikament Lipitor, eine der wenigen bekannten Lösungen gegen Cholesterin und Diabetes, wurde im roten chinesischen Pilz gefunden. Enoki- und Shiitake-Pilze sind in dem Arzneimittelkorb enthalten, den Krebspatienten in Japan erhalten. - Elinor Shavit, Mikrologin.
Leider nimmt die Vielfalt der Pilzmedikamente ständig ab. Der Grund ist die Zerstörung von Waldwäldern, insbesondere im Amazonasgebiet.
Neben anderen Lebensformen zerstören wir auch Pilze. Die Anzahl ihrer Sorten nimmt ständig ab und das beunruhigt mich aus rein egoistischen Gründen. Die Welt hat ein atemberaubendes Geschenk präsentiert - ein riesiges natürliches Labor für die Herstellung von Arzneimitteln. Vom Penicillin bis zu Medikamenten gegen Krebs, AIDS, Grippe und senile Krankheiten. Die alten Ägypter nannten Pilze aus einem bestimmten Grund „den Gott des Todes“. Heute zerstören wir dieses Labor konsequent … - Paul Stemets, Mykologe.
Stemets spricht über den Fomitopsis-Pilz. Dieser Pilz wurde 1965 entdeckt und hat sich als wirksames Mittel gegen Tuberkulose erwiesen. Heute wächst er nur noch an fünf Standorten in den USA. In Europa ist dieser Pilz bereits vollständig verschwunden.
Mit einer Gruppe von Spezialisten gingen wir Dutzende Male in die Wälder und versuchten, mehrere ähnliche Pilze zu finden. Nach viel Mühe fanden wir endlich eine Probe, die wir im Labor züchten konnten. Wer weiß, wie viele Menschen dieser Pilz in Zukunft retten wird. - Paul Stemets, Mykologe.
Letztes Jahr schloss sich Stemets dem biologischen Verteidigungsprogramm des US-Verteidigungsministeriums an und half dabei, 300 seltene Pilzarten zu finden und zu bewahren.
Wir haben ein Experiment durchgeführt: Wir haben vier Müllhaufen gesammelt. Einer wurde von uns als Kontrolle benutzt; In den beiden anderen haben wir Chemikalien und biologische Substanzen hinzugefügt, die Abfall zersetzen. über letztere wurden Pilzsporen gesprüht. Als wir zwei Monate später zurückkamen, fanden wir drei dunkle und einen hellen Haufen, der mit Hunderten von Kilogramm Pilzen bewachsen war … Einige der giftigen Substanzen verwandelten sich in organische. Die Pilze zogen Insekten an, sie legten Eier, aus denen die Raupen schlüpften, und dann erschienen die Vögel - und der ganze Haufen verwandelte sich in einen grünen Hügel voller Leben. Als wir versuchten, dasselbe in verschmutzten Flüssen zu tun, bemerkten wir den Prozess der Reinigung von Giften. Hier ist was zu erkunden! Vielleicht können alle unsere Verschmutzungsprobleme mit den richtigen Pilzen gelöst werden. - Paul Stemets, Mykologe.
WO IST DAS GEHIRN?
"Eine Schätzung ist, dass es bei Pilzen genauso funktioniert", sagt Toshiyuki. "Aus rein biologischer Sicht erhält jedes Spinnennetz einzeln chemische Signale darüber, wohin und was zu vermeiden ist." Die Summe dieser Signale schafft eine Art Entscheidungssystem. Mit anderen Worten, die Intelligenz des Pilzes befindet sich in seinem Netzwerk. Fügen Sie dazu Millionen von Jahren Evolution unter den schwierigsten Bedingungen hinzu, multipliziert mit Hunderttausenden verschiedener Arten, und Sie haben etwas, das sowieso klug genug sein sollte."
- Und das ist Ihre Erklärung dafür, was passiert?
- Das ist der Anfang.
Ignat Nelke
