Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Eine lange verborgene Pilzordnung

22.11.2006
Die Pilze sind eine für Laien kaum überschaubare vielfältige Gruppe von Lebewesen und selbst bei Wissenschaftlern immer wieder für eine Überraschung gut.

Der Pilzkundler Dr. Michael Weiß hat entdeckt, dass sich innerhalb der Gruppe der Ohrlappenpilze eine Familie ähnlich aussehender Pilze verborgen hat, die genetisch aber deutlich anders ausgestattet sind. Den Sebacinaceen begegnen Forscher seither an den unterschiedlichsten Stellen.

Vertreter der Sebacinales sind Partner in Wurzelsymbiosen zahlreicher Pflanzenfamilien

Wie eng zwei Lebewesen miteinander verwandt sind, lässt sich in vielen Fällen an ihrem Aussehen, ihren Formen und Strukturen erkennen. Das ist allerdings oft nicht mit dem bloßen Auge möglich. So konnten die verwandten Pilze der Gruppe der Auriculariales (Ohrlappenpilze), die als Holzzersetzer leben, nur mit Hilfe elektronenmikroskopischer Aufnahmen zusammengebracht werden. Die namengebende Gattung Auricularia heißt auf Deutsch Judasohr. Ein glibbriger Vertreter dieser Gattung ist aus China-Restaurants unter dem Namen Mu-Errh bekannt. Der Mykologe Dr. Michael Weiß vom Botanischen Institut der Universität Tübingen hat überprüft, ob sich die vermutete Verwandtschaft der Auriculariales-Pilze, die ähnliche Mikrostrukturen in ihren Geweben zeigen, auch in den Genen widerspiegelt. Denn mit Hilfe von molekularbiologischen Methoden lassen sich die Erbanlagen verschiedener Organismen direkt miteinander vergleichen. Dabei ergab sich Überraschendes: Zwar waren etliche Gruppenmitglieder der Auriculariales tatsächlich eng verwandt, doch eine Teilgruppe ließ sich aufgrund der Genanalysen ganz klar davon abgrenzen: die Familie der Sebacinaceen. Die Pilze dieser Gruppe haben keine besonderen Eigenschaften, die sie von anderen Vertretern der Auriculariales sichtbar unterscheiden. Und nachdem Michael Weiß die unscheinbaren Pilze aus ihrem bisherigen Versteck bei den Auriculariales geholt hatte, entdeckten Forscher sie auf einmal überall.

Bei dem Versuch, die Abgrenzung der Sebacinaceen von den Auriculariales zu verstehen, fiel Michael Weiß auf, dass die Ökologie ganz unterschiedlich ist: "Die Auriculariales sind Zersetzer von Totholz, sie lassen sich leicht auf Holzspänen anziehen - womit in Asien etwa der Mu-Errh-Pilz in riesigen Mengen industriell erzeugt wird. Die Sebacinaceen bilden dagegen Krusten auf dem Waldboden und überziehen dabei auch gefallenes Laub." Die Pilzfamilie sei bisher oft übersehen worden, weil viele der Sebacinaceen nur sehr unscheinbare oder gar keine Fruchtkörper bilden - also etwa gestielte Hüte oder Knollen, die Laien als den eigentlichen Pilz bezeichnen würden. Vor einigen Jahren hat der Mykologe mit Hilfe der von ihm bestimmten DNA-Sequenzen die Verwandtschaftsbeziehungen der Auriculariales und Sebacinaceen berechnet und die Daten in einer Gendatenbank im Internet veröffentlicht. "Das war der Auslöser der weiteren Entwicklungen", erzählt Michael Weiß. In der Gendatenbank im Internet gibt es nämlich die Möglichkeit, beliebige DNA-Sequenzen einzugeben und mit allen dort vorhandenen Sequenzen über spezielle Algorithmen vergleichen zu lassen. Dann wird von dem Programm angezeigt, in welchen Arten oder Organismen bisher schon gleiche oder ähnliche DNA-Sequenzen gefunden worden sind. "Aus Frankreich kam ein Anruf von einem Forscher, der DNA-Sequenzen aus klein geschnittenen Pflanzenwurzeln isoliert und bestimmt hatte. Er hat auf gut Glück in der Datenbank gesucht und ihm wurden als ähnlichste Sequenzen meine Sebacinaceen-Sequenzen angezeigt", berichtet Weiß.

An sich ist es überhaupt nicht ungewöhnlich, dass sich an Pflanzenwurzeln Pilzgeflechte finden. Im Gegenteil: viele Pflanzen wie zum Beispiel die Waldbäume unserer Breiten, Eiche, Buche, Tanne oder Fichte, sind auf Pilze angewiesen, die den Baumwurzeln über ein riesiges Netz ihrer feinen Ausläufer helfen, genügend Wasser und Nährstoffe aus dem Boden aufzunehmen. Im Gegenzug erhält der Pilz von der Pflanze Zuckerverbindungen, die er nicht selbst herstellen kann. Diese Gemeinschaft oder Symbiose, von der beide Partner profitieren, wird als Mykorrhiza - Pilzwurzel - bezeichnet. Mehr als 80 Prozent der Landpflanzen gehen nach Schätzungen der Wissenschaftler solche Symbiosen mit Pilzen ein. Bei vielen Orchideen werden die Pilze sogar für die Keimung der Samen gebraucht, da diese sehr klein sind und kaum Speicherstoffe enthalten.

Michael Weiß hat zusammen mit anderen Forschern die Verhältnisse bei der Nestwurz-Orchidee genauer untersucht. Die Pflanze besitzt kein Chlorophyll, den grünen Blattfarbstoff, der sie befähigen würde, das Sonnenlicht als Energiequelle zu nutzen. "Die Nestwurz benötigt ganz spezielle Pilze an ihren Wurzeln, um überleben zu können. Es stellte sich heraus, dass dies mehrere Arten der unscheinbaren und bisher so häufig übersehenen Sebacinaceen sind", sagt der Forscher. Außerdem muss die Vogelnestwurz im Wald wachsen, zum Beispiel in der Nähe von Buchen. "Diese Pilze bilden nämlich auch mit den Bäumen Mykorrhizen", erklärt er. Die Nestwurz-Orchidee ist über den Pilz mit den Baumwurzeln verbunden: "Die Orchidee ernährt sich praktisch vom Baum. Sie ist ein Parasit auf dem Baum - über den Pilz." Inzwischen haben Michael Weiß und seine Kollegen Vertreter der Sebacinaceen in den unterschiedlichsten Mykorrhiza-Typen und bei ganz unterschiedlichen Pflanzen aus etlichen Familien, aus Proben weltweit gefunden. "Meine Kollegin Sabrina Setaro hat zum Beispiel in Ecuador lianenförmige Erikagewächse untersucht und einen bisher unbekannten Mykorrhiza-Typ gefunden. Auch dort sind die Sebacinaceen beteiligt", sagt Weiß. "Sie tauchen in immer mehr Pflanzenwurzeln auf, aus China, Afrika oder Südamerika - wenn man genau nachsieht."

Mittlerweile sei auch klar, dass der Pilz Piriformospora indica, der verschiedentlich schon als "Wunderpilz" bezeichnet wurde, weil er in Gewächshausexperimenten als Mykorrhizapartner die Erträge und Krankheitsresistenz von zahlreichen Nutzpflanzen steigert, zu den Sebacinaceen gehört. Der indische Forscher Prof. Ajit Varma hat erkannt, dass der Pilz aus der Wüste Nordwest-Indiens leicht kultivierbar ist. "Darüber haben wir auch einen experimentellen Zugang zu den Sebacinaceen. Die Forschung hat an dieser Stelle eine schwunghafte Entwicklung genommen, weil die Ergebnisse auch wirtschaftlich interessant sind für die Pflanzenvermehrung und den Zierpflanzenbau. Neueste Forschungen haben klar gezeigt, dass Vertreter dieser Pilzgruppe das Wachstum ihrer Pflanzenpartner fördern und ihre Resistenz gegen Schadpilze erhöhen können", erklärt Weiß.

Ein seit längerem bekannter Vertreter der Sebacinaceen ist Sebacina vermifera. Von diesem Pilz wurden bereits in den 1960er-Jahren Kulturen angelegt. "Sebacina vermifera hat keine Fruchtkörper, wenig Besonderheiten, nur auffallend lange Sporen - die pilzlichen Verbreitungseinheiten. Bei der Untersuchung der DNA-Sequenzen zeigte sich aber, dass es sich nicht um eine Art, sondern um einen großen Artenkomplex handelt", sagt Michael Weiß. In dieser Grauzone sei die klassische Einteilung in der Systematik in Gattungen und Arten kaum möglich. "Manche Wissenschaftler halten das klassische System daher auch für überholt. Über die genetischen Unterschiede ließe sich ein System erstellen, das die natürlichen Verwandtschaftsverhältnisse besser widerspiegelt", berichtet der Forscher.

Nach umfassenden Analysen hat Michael Weiß aus der Familie der Sebacinaceen eine eigene neue Ordnung Sebacinales gemacht, die in der Hierarchie der Pilzsystematik auf einer höheren Ebene steht - die Unterschiede zu den Auriculariales und anderen Ordnungen rechtfertigen dies. Nach Einschätzung von Weiß werden die Sebacinales bald wiederum in zwei Familien eingeteilt werden, die vorläufig mit A und B benannt sind. "Aus der Gruppe B hat noch niemand Fruchtkörper gesehen, doch die Pilzfäden sind praktisch überall auf der Welt in Mykorrhizen zu finden", sagt Weiß. Michael Weiß nimmt an, dass die Sebacinales weltweit und auf einem riesigen Pflanzenspektrum vorkommen. "Welche Effekte sie im Detail auf die Pflanzen haben, bietet einen großen Raum für künftige Forschung", sagt er.

Nähere Informationen:

Neue Fachpublikation zu dem Themengebiet, die in einer Onlinevorabveröffentlichung der PNAS am 20. November 2006 erschienen ist und am 5. Dezember in der Druckversion erscheinen soll:
Deshmukh S, Hückelhoven R, Schäfer P, Imani J, Sharma M, Weiss M, Waller F & Kogel K-H (2006) The root endophytic fungus Piriformospora indica requires host cell death for proliferation during mutualistic symbiosis with barley.

Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA 103: 18450-18457.

Dr. Michael Weiß
Spezielle Botanik/Mykologie
Auf der Morgenstelle 1
72076 Tübingen
Tel. 0 70 71/2 97 88 13
Fax 0 70 71/29 53 44
E-Mail: michael.weiss@uni-tuebingen.de

Michael Seifert | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-tuebingen.de/uni/qvo/pd/pd.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Eine Karte der Zellkraftwerke
18.08.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung
18.08.2017 | Deutsches Zentrum für Infektionsforschung

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Eine Karte der Zellkraftwerke

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Computer mit Köpfchen

18.08.2017 | Informationstechnologie