Wussten Sie, dass es 10-mal mehr Pilzarten als Pflanzen gibt? Dass wir mit jedem Waldschritt auf kilometerlange Pilzfäden treten? Oder dass wir mit jedem Atemzug bis zu 10 Pilzsporen einatmen? Wenn nicht, sind Sie nicht allein.
Die meisten von uns kennen das Reich der Pilze nicht. Vielleicht liegt es daran, dass diese unglaublichen Organismen für viele Menschen den „Ick-Faktor“ haben. Viele Pilze sind Zersetzer:Sie gewinnen ihre Nahrung, indem sie Nährstoffe aus toten und sterbenden Organismen ernten, und wir assoziieren alles, was mit Fäulnis zu tun hat, oft mit ziemlich gruselig. Darüber hinaus werden Giftpilzen alle Arten von Unheil zugeschrieben, von der Entjungferung von Jungfrauen (nicht möglich) bis zum Schmelzen Ihrer Leber innerhalb weniger Tage (sehr möglich, wenn Sie bestimmte Arten essen).
Es hat auch nicht geholfen, dass Pilze hauptsächlich mikroskopisch klein sind. Wenn wir Pilze in freier Wildbahn wachsen sehen, sehen wir nur den Fruchtkörper des Organismus, der Sporen zur Fortpflanzung produziert. Der Rest besteht aus einer Masse von Pilzfäden, sogenannten „Hyphen“, die unsichtbar sind und im Holz oder Boden nach Nährstoffen suchen. Erst als wir leistungsstarke Mikroskope hatten, um Pilze klar zu sehen, konnten wir ihren Stoffwechsel verstehen und endlich ein Gefühl dafür bekommen, wie riesig das Reich der Pilze wirklich ist.
Pilze sind in den Mikrobiomen aller Lebewesen vorhanden und existieren sogar in der Atmosphäre. Sie befinden sich jedoch hauptsächlich in Böden und Pflanzen, wo sie für das Wohlergehen von Wald- und Feldökosystemen, für das Recycling von Nährstoffen und für die Bindung von Kohlenstoff von wesentlicher Bedeutung sind.
Pilze sind für unzählige Aufgaben in der Natur verantwortlich, und die Moleküle, die sie entwickelt haben, um diese Aufgaben zu erfüllen, stellen eine Reihe von Möglichkeiten dar, die uns helfen können, einige der ärgerlichsten Probleme der Welt zu lösen. Dies ist eine aufregende Zeit, in der Bioprospektoren, Unternehmer und Ökologen alle darüber nachdenken, wie die Zukunft aussehen könnte. Und sie sehen, dass die Zukunft Pilzen gehört.
Wie Pilze die Landwirtschaft in einer sich erwärmenden Welt retten könnten
Sie wissen es wahrscheinlich nicht, aber wenn Sie eine Pflanze betrachten, sehen Sie auch Pilze. Das liegt daran, dass die meisten, wenn nicht alle Landpflanzen fadenförmige Pilze zwischen ihren Zellen beherbergen. Die Pilze ernähren sich von Zuckern, die die Pflanze produziert, und helfen den Pflanzen im Gegenzug, stressige Umweltbedingungen wie Salzüberschwemmung, Dürre und hohe Temperaturen zu tolerieren.
Wenn eine Pflanze Trockenheit ausgesetzt ist, leidet sie unter oxidativem Stress – einem Ungleichgewicht von freien Radikalen und Antioxidantien – was ihre Zellen schädigen kann. Aber im Gegensatz zu Ihnen und mir produzieren Pflanzen keine hilfreichen Chemikalien, um den Auswirkungen dieses Stresses entgegenzuwirken. Stattdessen sind es die endophytischen Pilze, die zwischen den Zellen der Pflanzen leben.
Diese unglaublich dünnen Pilzfäden geben ein Arsenal an Verbindungen ab, die oxidativen Stress in Pflanzen beruhigen, und sind auch an der Chemie beteiligt, die Pflanzen dazu bringt, Wasser effizient zu nutzen. Dies hilft Pflanzen mit Trockenheitsproblemen, aber auch solchen, die unter extremer Hitze oder Salzbelastung leiden.
Forscher haben herausgefunden, dass stressreduzierende endophytische Pilze von ihren Wirtspflanzen auf Nutzpflanzen übertragen werden können, um ihnen zu helfen, in einer sich erwärmenden Welt zu überleben. Zum Beispiel lässt der Pilz, der Panikgras bei Bodentemperaturen von bis zu 65°C wachsen lässt, auch das Wachstum von Tomaten und Früchten unter ähnlich heißen Bedingungen zu.
Für den Pilz sind Panikgras und Tomaten dasselbe, und die Auswirkungen sind enorm:In einer sich schnell erwärmenden Welt haben endophytische Pilze das Potenzial, unsere Nahrungsversorgung zu schützen.
Wie Pilze die Behandlung psychischer Erkrankungen verändern könnten
Seit Jahrzehnten hat es keine neuartige psychiatrische Medizin mehr gegeben. Die Mehrheit der heute verwendeten Medikamente sind Versionen der nächsten Generation von Medikamenten, die in den 1950er Jahren entwickelt wurden. Aber in den letzten 15 Jahren ist eine alte Klasse von Medikamenten wieder neu geworden, und eines der vielversprechendsten davon wird aus einem Pilz gewonnen.
Vor 50 Jahren begannen Forscher weltweit mit einer intensiven Untersuchung der Möglichkeiten von Psilocybin und LSD, Menschen mit einer Reihe von psychischen Störungen zu helfen. Die Forschung war unglaublich vielversprechend, aber als diese Drogen in die rüpelhafte Anti-Establishment-Jugendkultur der 1960er Jahre eindrangen, waren immer weniger Wissenschaftler bereit, mit ihnen zu arbeiten. Bis 1968 forderten die Vereinten Nationen die Länder auf, Psilocybin und LSD zu verbieten.
Aber die Zeiten ändern sich, starre Positionen lockern sich, und heute werden diese Medikamente erneut erforscht, mit erstaunlichen Ergebnissen. Forscher haben herausgefunden, dass in Kombination mit einer Therapie Psilocybin – ein Molekül, das in etwa 200 Arten des Psilocybe vorkommt Pilzgattung – kann bei der Linderung einer Vielzahl von Erkrankungen wirksam sein, einschließlich Zwangsstörungen, PTBS, Depressionen und Angstzuständen aufgrund einer lebensbedrohlichen Krankheit. Es gibt auch laufende Studien, um seine Wirkung auf Anorexia nervosa und Alzheimer zu untersuchen.
Psilocybin kann wirken, indem es bestimmte Nervenbahnen im Gehirn unterdrückt und andere einbezieht, und dabei durchbricht es starre Denkmuster, wie bei dem PTSD-Patienten, der traumatische Erfahrungen immer wieder wiederholt. Psilocybin scheint zu einem schnellen Einsetzen von antidepressiven und anti-süchtig machenden Wirkungen zu führen, die im Laufe der Zeit anhalten. Bei Ergebnissen wie diesen achten die Regierungen darauf. Und die Patienten auch.
- WARNUNG: LSD und Psilocybin sind nach britischem Recht Drogen der Klasse A. Jedem, der im Besitz solcher Substanzen erwischt wird, drohen bis zu sieben Jahre Gefängnis, eine unbegrenzte Geldstrafe oder beides.
Wie Pilze das Bau- und Produktdesign revolutionieren könnten
Nehmen Sie etwas so Einfaches wie Polystyrol-Verpackungschips. Wir verwenden sie, um Wertsachen während des Versands sicher aufzubewahren, aber sie werden nicht biologisch abgebaut. Aber was wäre, wenn wir sie durch Pilzchips ersetzen würden? Sie sind genauso gut darin, Mamas Geschirr zu schützen, und Sie können sie in den Kompost werfen, wenn Sie fertig sind.
Pilze haben ein enormes Potenzial als umweltverträgliches Material für Produktdesign und Bauelemente. Dieses Potenzial basiert auf der Tatsache, dass Sie Myzel – den nicht fruchtenden Teil des Pilzes, der aus einem Netzwerk feiner Fäden besteht – in jeder gewünschten Form oder Größe anbauen und dann wie einen Topf in einem Ofen backen können. Das Ergebnis ist ein starkes, leichtes Material mit struktureller Integrität, aber so weich oder steif, wie Sie möchten. Darüber hinaus kann die Nahrungsquelle, die zum Züchten des Pilzes verwendet wird, dem Endprodukt bestimmte Eigenschaften verleihen, z. B. zusätzliche Feuerfestigkeit.
Das erste Unternehmen, das Pilze als Material erforschte, war Ecovative in den USA. Sie haben eine Reihe von Produkten hergestellt, von Verpackungen für Unternehmen wie Dell-Computer bis hin zu lederartigen Textilien für Modedesigner wie Stella McCartney. Und das ist erst der Anfang. Pilze wurden auch zu Weichschaumalternativen, Ziegeln, Spanplatten, elektrischen Leiterplatten, feuerfesten Isolierungen und Haushaltsgegenständen wie Vasen, Stühlen, Lampenschirmen und sogar Hausschuhen gezüchtet.
Aber warum so klein denken? Am Ames Research Center der NASA im kalifornischen Silicon Valley arbeitet das myco-architecture-Projekt an Technologien, die auf Pilzen basierende Lebensräume auf Monden und anderen Planeten „züchten“ könnten. Wenn es um Pilze geht, schießt die Technologie wie Pilze aus dem Boden.
Wie Pilze unseren Planeten säubern könnten
Pilze haben kein Chlorophyll wie Pflanzen, also breiten sie ihre langen, dünnen Hyphen durch ihre Nahrung aus, um Nährstoffe zu erhalten. Ihre Zellen sickern dann Verdauungsenzyme aus, die die Bindungen aufbrechen, die ihre Nahrung zusammenhalten, und es ihnen ermöglichen, schmackhafte Moleküle wie Kohlenstoff, Phosphor, Stickstoff und Wasser aufzunehmen. Diese Fähigkeit, komplexe Moleküle in einfachere zu zerlegen, ist der Schlüssel zur Mycoremediation, der Anwendung von Pilzen, um verschmutzte Orte zu reinigen.
Sie können auf vielfältige Weise eingesetzt werden, von der Zerlegung polyaromatischer Kohlenwasserstoffe (denken Sie an Erdölnebenprodukte, Klärschlamm und Asche) über eine Reihe von nitroaromatischen Verbindungen wie Sprengstoffe, Farbstoffe, Herbizide und Insektizide bis hin zu Aschenbechern aus Pilzen, die Zigarettenstummel verdauen .
Grundsätzlich ist jedes kohlenstoffbasierte Produkt Nahrung für Pilze. Pilze haben sich gemeinsam mit natürlichen Materialien entwickelt, sodass sie wissen, wie sie diese abbauen können, und jetzt lernen sie, dasselbe mit Kunststoffen zu tun. In den letzten Jahren haben Forscher einen Bodenpilz identifiziert, der Polyurethan innerhalb weniger Wochen abbauen kann, und es wurden andere Arten mit ähnlichen Fähigkeiten entdeckt.
Die Anwendung dieser Pilze in situ und auf kostengünstige Weise ist eine Herausforderung. Aber es gibt spannende neue Ansätze. Forscher in Kanada haben einen Pilz entdeckt, der in den Wurzeln von Löwenzahn lebt, der auf Abfallprodukten im kanadischen Athabasca-Ölsand wächst. Als dieser Pilz in andere Pflanzen eingeführt wurde, stattete er sie mit seiner Superkraft aus, die es ihnen ermöglichte, auf dem verschmutzten Boden zu existieren, ihn dabei aber auch zu reinigen.
Andere Innovationen betreffen nachgelagerte Industrien, wie das Onion Collective in Somerset. Diese Biorecycling-Anlage hofft, Pilze mit Kunststoffen zu füttern und aus dem resultierenden Myzel nützliche Produkte wie Lederersatzmaterialien herzustellen.
Wie Pilze die Bienen retten könnten
Die Bestäubung durch Honigbienen ist für viele unserer Nutzpflanzen wichtig. Aber die Bienenpopulationen gehen weltweit zurück; In China wurden Bauern gezwungen, ihre Apfelbäume von Hand zu bestäuben. Dieser Rückgang wird der Colony Collapse Disorder (CCD) zugeschrieben, die durch den plötzlichen Tod oder das Verschwinden von Arbeiterbienen in einem Bienenstock gekennzeichnet ist.
CCD ist in den USA, Kanada und Europa weit verbreitet und tötet jedes Jahr Milliarden von Bienen. Wieso den? Eine Theorie besagt, dass das Immunsystem der Bienen durch die Exposition gegenüber Neonicotinoid-Pestiziden beeinträchtigt wird. Infolgedessen können sie Viren, die von einer parasitären Bienenstockmilbe verbreitet werden, nicht bekämpfen. Und hier könnten Pilze ins Spiel kommen.
Mitte der 1980er Jahre bemerkte der Mykologe und Pilzergänzungshersteller Paul Stamets, dass seine Honigbienen Flüssigkeitströpfchen schlürften, die von Pilzmyzel abgegeben wurden, das einen Haufen Holzspäne besiedelt hatte.
Jahrelang ging er davon aus, dass die Bienen Zucker sammelten. Und dann kam ihm der Gedanke, vielleicht sammelten die Bienen Medizin. Dieses Konzept wurde 2018 bestätigt, als Stamets zusammen mit Forschern der Washington State University herausfand, dass Honigbienen einen Extrakt aus dem Zunderpilz (Fomes fomentarius) fütterten ) und Reishi-Pilz (Ganoderma lucidum ) verzeichneten eine signifikante Verringerung ihrer Viruslast, insbesondere des tödlichen Deformed-Wing-Virus.
Die Forscher sind sich noch nicht sicher, ob die Extrakte dem natürlichen Immunsystem der Bienen helfen, das Virus abzuwehren, oder das Virus tatsächlich zerstören, aber zukünftige Studien werden es zeigen. Vielleicht stellen wir bald zusammen mit unseren Vogelfutterspendern medizinische Apotheken für Bienen auf.