Biologie 2e

Obwohl wir bei Pilzen oft an Organismen denken, die Krankheiten verursachen und Lebensmittel verderben, sind sie für das menschliche Leben auf vielen Ebenen von entscheidender Bedeutung. Wie wir gesehen haben, beeinflussen Pilze das Wohlergehen menschlicher Populationen in großem Umfang, da sie Teil des Nährstoffkreislaufs in Ökosystemen sind. Sie haben aber auch noch andere Funktionen im Ökosystem. Als tierische Krankheitserreger tragen Pilze dazu bei, die Population schädlicher Schädlinge zu kontrollieren. Diese Pilze sind sehr spezifisch für die Insekten, die sie befallen, und infizieren weder Tiere noch Pflanzen. Pilze werden derzeit als potenzielle mikrobielle Insektizide erforscht, und einige von ihnen sind bereits auf dem Markt. So wird beispielsweise der Pilz Beauveria bassiana als mögliches biologisches Bekämpfungsmittel für die jüngste Ausbreitung des Smaragd-Eschen-Bohrers getestet, eines Käfers, der sich von Eschen ernährt. Er wurde in Michigan, Illinois, Indiana, Ohio, West Virginia und Maryland freigesetzt ((Abbildung)).

Die Mykorrhiza-Beziehung zwischen Pilzen und Pflanzenwurzeln ist für die Produktivität landwirtschaftlicher Flächen von wesentlicher Bedeutung. Ohne den Pilzpartner im Wurzelsystem würden 80-90 Prozent der Bäume und Gräser nicht überleben. Mykorrhizapilze sind als Bodenverbesserer im Gartenfachhandel erhältlich und werden von Befürwortern des ökologischen Landbaus gefördert.

Wir essen auch einige Pilzarten. Pilze spielen eine wichtige Rolle in der menschlichen Ernährung. Morcheln, Shiitake-Pilze, Pfifferlinge und Trüffel gelten als Delikatessen ((Abbildung)). Der bescheidene Wiesenchampignon, Agaricus campestris, wird in vielen Gerichten verwendet. Schimmelpilze der Gattung Penicillium lassen viele Käsesorten reifen. Sie stammen aus der Natur, z. B. aus den Höhlen von Roquefort in Frankreich, wo Schafskäselaibe gestapelt werden, um die Schimmelpilze einzufangen, die für die blauen Adern und den scharfen Geschmack des Käses verantwortlich sind.

Die Gärung – von Getreide zur Herstellung von Bier und von Früchten zur Herstellung von Wein – ist eine uralte Kunst, die Menschen in den meisten Kulturen seit Jahrtausenden praktizieren. Wilde Hefen werden aus der Umwelt gewonnen und zur Gärung von Zuckern zu CO2 und Ethylalkohol unter anaeroben Bedingungen verwendet. Heute ist es möglich, isolierte Stämme wilder Hefen aus verschiedenen Weinbauregionen zu erwerben. Louis Pasteur war maßgeblich an der Entwicklung eines zuverlässigen Bierhefestammes, Saccharomyces cerevisiae, für die französische Brauindustrie in den späten 1850er Jahren beteiligt. Dies war eines der ersten Beispiele für die Patentierung von Biotechnologie.

Viele sekundäre Stoffwechselprodukte von Pilzen sind von großer wirtschaftlicher Bedeutung. Antibiotika werden auf natürliche Weise von Pilzen produziert, um Bakterien abzutöten oder in ihrem Wachstum zu hemmen und so ihre Konkurrenz in der natürlichen Umwelt einzuschränken. Wichtige Antibiotika, wie Penicillin und die Cephalosporine, werden aus Pilzen isoliert. Zu den wertvollen Arzneimitteln, die aus Pilzen isoliert werden, gehören das Immunsuppressivum Cyclosporin (das das Risiko einer Abstoßung nach Organtransplantationen verringert), die Vorstufen von Steroidhormonen und Mutterkornalkaloide, die zur Blutstillung verwendet werden. Psilocybin ist eine Verbindung, die in Pilzen wie Psilocybe semilanceata und Gymnopilus junonius vorkommt, die seit Tausenden von Jahren von verschiedenen Kulturen wegen ihrer halluzinogenen Eigenschaften verwendet werden.

Als einfache eukaryotische Organismen sind Pilze wichtige Modellorganismen für die Forschung. Viele Fortschritte in der modernen Genetik wurden durch die Verwendung des Rotbrotschimmels Neurospora crassa erzielt. Außerdem dienten viele wichtige Gene, die ursprünglich in S. cerevisiae entdeckt wurden, als Ausgangspunkt für die Entdeckung ähnlicher menschlicher Gene. Als eukaryontischer Organismus produziert und modifiziert die Hefezelle Proteine auf ähnliche Weise wie menschliche Zellen, im Gegensatz zum Bakterium Escherichia coli, dem die internen Membranstrukturen und Enzyme zur Markierung von Proteinen für den Export fehlen. Dies macht die Hefe zu einem viel besseren Organismus für Experimente mit rekombinanter DNA-Technologie. Wie Bakterien lassen sich Hefen leicht kultivieren, haben eine kurze Generationszeit und lassen sich leicht genetisch verändern.