Pilze

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Einleitung

Pilze, chlorophyllfreie Organismen mit heterotropher Ernährung, die sich durch Sporen verbreiten und vermehren.

Alle Pilze weisen einen echten Zellkern auf und zählen daher zu den Eukaryonten. Die Ernährung geschieht meist durch Ausscheidung von Enzymen, die organische Substanzen in der Umgebung der Pilzfäden zersetzen, so dass die Nahrung in flüssiger Form durch die dünnen Zellwände aufgenommen werden kann. Innerhalb des Pilzkörpers wird die Nahrung durch einfache Zirkulation oder Zytoplasmabewegung (Bewegung des wasserhaltigen Zellinneren) verteilt, ohne dass eigene Leitungsbahnen wie bei den Pflanzen existieren. Gemeinsam mit Bakterien sind Pilze grundsätzlich für den Zerfall, die Zersetzung und letztlich das Recycling abgestorbener organischer Materie verantwortlich. Ihre Rolle ist aber bedeutender als die der Bakterien, da sie in der Lage sind, den wichtigsten Pflanzenstoff abzubauen, nämlich Lignin, und damit Holz – eine Aufgabe, an der Bakterien scheitern.

Die unverdaulichen Reste dieser Abbauprozesse bilden zusammen mit den anorganischen Substanzen im Boden den wertvollen Humus. Zwar sind Pilze in ihren Stoffwechselaktivitäten langsamer als Bakterien, doch setzen sich beispielsweise die Mikroorganismen im Ackerboden zu 75 Prozent aus Pilzen und nur zu 25 Prozent aus Bakterien zusammen. Da Pilze in der Ernährung auf organische Substanzen angewiesen sind, kommen sie überall dort vor, wo auch andere Lebewesen existieren. Zahlreiche Arten leben in Symbiose mit höheren Pflanzen oder Algen, andere als Parasiten auf Insekten oder anderen Tieren. Verschiedene Pilze sind einerseits gefürchtete Erreger von Krankheiten, den so genannten Mykosen (Pilzinfektionen), bei Menschen, Tieren und Pflanzen; andererseits produzieren Pilze auch Antibiotika, die der Mensch zur Bekämpfung bakterieller Krankheiten nutzt. Die Erforschung der Pilze ist die Aufgabe der Mykologie.

Pilze wurden lange Zeit üblicherweise den Pflanzen zugeordnet, denen sie in vieler Hinsicht ähneln, so etwa durch den Besitz von mehrlagigen Zellwänden (die Tieren fehlen) sowie den Besitz von Zellsaftvakuolen und die Bevorzugung von Kalium als osmoaktives Nährelement. Man nahm früher an, Pilze hätten im Lauf der Entwicklungsgeschichte das Pigment Chlorophyll verloren, das Pflanzen normalerweise für die Photosynthese benötigen, und wären daher zur direkten Nahrungsaufnahme durch Verdauung anderer Organismen oder Verwertung abgestorbener organischer Reste übergegangen. Allerdings unterscheiden sich Pilze deutlich von Pflanzen durch den Besitz von Chitin (eine Skelettsubstanz der Insekten und Spinnentiere) in den Zellwänden und das fast völlige Fehlen von Cellulose.

Heute betrachten die meisten Wissenschaftler Pilze daher als eine völlig eigenständige Gruppe, die das Reich der Fungi (lateinisch: Pilze) bildet. Zumindest gilt dies für die Höheren Pilze (siehe unten: Systematik), von denen Fossilien bereits für das Erdaltertum nachgewiesen sind und die eine stammesgeschichtlich geschlossene Gruppe bilden. Im Gegensatz zu den Höheren Pilzen handelt es sich bei den Niederen Pilzen um eine vielfältige Gruppe, deren Mitglieder wahrscheinlich unabhängig voneinander während der Evolution entstanden sind und die daher sehr heterogen ist. Zu ihnen zählen etwa die Schleimpilze und einige andere kleinere Gruppen. Sie ähneln den Höheren Pilzen, zeigen jedoch zumindest in bestimmten Lebensabschnitten entweder begeißelte oder amöboid bewegliche (siehe Amöben) Formen, die den Höheren Pilzen gänzlich fehlen. Man vermutet daher, dass sich die Niederen Pilze aus begeißelten Algen (siehe Geißeltierchen) entwickelten. Gewöhnlich ordnet man alle Niederen Pilze dem Reich der Protisten zu.

Etwa 100 000 Pilzarten sind derzeit bekannt, von denen die Höheren Pilze über 90 Prozent ausmachen. Insbesondere die Regenwälder, in deren ökologischem Kreislauf die Pilze durch ihre Abbautätigkeit eine entscheidende Rolle spielen, sind hinsichtlich ihres Pilzreichtums noch wenig erforscht. Vermutlich existieren dort tatsächlich noch viele unbekannte Pilzarten. Man nimmt an, dass die Artenzahl der Pilze insgesamt mindestens ebenso hoch ist wie die der Blütenpflanzen, also etwa bei 250 000 liegt.

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Struktur

Pilze bestehen zumeist aus feinen, Hyphen genannten, fädigen Zellaggregaten. Sie enthalten Zytoplasma und verfügen häufig über Querwände (Septen; Singular: Septum), so dass die Hyphen aus langen Reihen einzelner Zellen bestehen. Jede Zelle der Hyphen hat gewöhnlich entweder einen oder zwei, manchmal auch mehrere Zellkerne. Im Zentrum jedes Septums befindet sich eine kleine Pore, durch die Zytoplasma strömen kann. Bei manchen Niederen Pilzen besitzen die Hyphen jedoch keine Septen, so dass zahlreiche Zellkerne auf das gesamte Zellplasma verteilt sind. Die Wände der Hyphen bestehen bei den meisten Pilzen vorwiegend aus dem farblosen Chitin und enthalten daneben noch verschiedene andere Polysaccharide. Cellulose findet sich nur in wenigen Pilzgruppen, vorwiegend bei den Oomyceten, für die sie charakteristisch ist. Der Wassergehalt vieler Hutpilze beträgt oft über 90 Prozent. Sporen können dagegen weniger als 50 Prozent Wasser enthalten, im Ruhezustand befindliche Strukturen wie Sklerotien (harte, mehr oder weniger kugelförmige Myzelgebilde) des Mutterkorns sogar noch weniger.

Hyphen wachsen an den Spitzen und können sich verzweigen. Das so entstehende Geflecht nennt man Myzel; es wächst überwiegend unterirdisch und ist nur selten sichtbar. Was man im Wald als „Pilz” sammelt, ist nicht der ganze Organismus, sondern nur sein Fruchtkörper, der sich aus dem Myzel bildet und der Fortpflanzung dient. Er ist ebenfalls aus einem Hyphengeflecht zusammengesetzt, das bei den bekannten Hutpilzen aus einem Stiel und dem abgeflachten Hut besteht. Dieser Hut trägt auf der Unterseite zahlreiche Lamellen (z. B. bei Blätterpilzen) oder Poren (z. B. bei Röhrenpilzen), deren Flächen bzw. Innenseiten von unzähligen winzigen Sporen bildenden Strukturen bedeckt sind. Bei der Reife kann man das Ausstreuen der staubförmigen Sporen gut beobachten, wenn der Hut des Fruchtkörpers mit der Lamellen- oder Röhrenseite auf ein weißes Blatt Papier gelegt wird. Dann zeichnen die im Laufe von Tagen ausfallenden Sporen gleichsam ein Muster des Hutes auf das Papier.

Die Fruchtkörper der Pilze können sehr unterschiedliche Größen erreichen. Manche bleiben winzig und mit bloßem Auge kaum sichtbar, andere wie der Riesenbovist erreichen Durchmesser bis zu einem halben Meter. Bei Bovisten ist das Ausstreuen der Sporen ein auffallendes Ereignis: Nach einer Berührung oder dem Auftreffen eines Wassertropfens puffen sie Wolken ihrer bräunlichen Sporen aus. Spezielle Bildungen der Myzelien ermöglichen es manchen Pilzen, sich auch unter schwierigen Bedingungen durchzusetzen und geeignete Nahrungsquellen zu erschließen. Der Hallimasch etwa, ein gefürchteter Baumschädling, kann sich dank seiner seilartig verdrillten Myzelstränge, die das Aussehen von dünnen Wurzeln haben und deshalb Rhizomorphen genannt werden, von den Wurzeln eines Baumes aus zu denen benachbarter Bäume ausbreiten. Die von manchen Pilzen gebildeten Sklerotien dienen der Überdauerung ungünstiger Umweltverhältnisse. Sie können klein wie Sandkörner sein oder wie bei dem aus China stammenden Eichhasen (Polyporus umbellatus) fast Melonengröße erreichen.

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Fortpflanzung

Pilze pflanzen sich durch Sporen fort, kleine zytoplasmahaltige Zellen, die von einer festen Wand umschlossen sind. Die Sporen werden entweder geschlechtlich durch Verschmelzung von zwei oder mehr Zellkernen gebildet oder auf ungeschlechtliche Weise durch Abschnürung der Sporen an den Enden bestimmter Hyphen. Eine dritte Möglichkeit besteht im Zerfall von Hyphen in kurze Segmente, die sich dann selbständig weiterentwickeln.

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Geschlechtliche Vermehrung

Die geschlechtliche Bildung von Sporen findet innerhalb spezieller Einzelzellen oder Zellgruppen statt, die sich bei der Mehrzahl der Pilze in den so genannten Fruchtkörpern befinden. Der Fruchtkörper eines normalen Hutpilzes kann dabei über zwölf Millionen Sporen bilden. Den Rekord als fruchtbarstes Lebewesen der Erde hält der Riesenbovist, dessen kugelförmiger Fruchtkörper etwa acht Billionen Sporen enthält.

Man unterscheidet vier Haupttypen von Sporen – Oosporen, Zygosporen, Ascosporen und Basidiosporen –, die kennzeichnend für die vier Hauptgruppen der Pilze sind (siehe unten: Systematik) und jeweils in charakteristischen Sporenbehältern, den Sporangien, gebildet werden. Oosporen entstehen durch geschlechtliche Vereinigung einer als plus und einer als minus bezeichneten Zelle (die Bezeichnungen männlich und weiblich sind in der Mykologie nicht üblich). Zygosporen bilden sich durch Verschmelzung zweier vielkerniger Abschnitte an den Enden spezieller Hyphen. Für die beiden am höchsten entwickelten Pilzgruppen, Schlauchpilze (Ascomyceten) und Ständerpilze (Basidiomyceten), sind Sporentypen charakteristisch, die in häufig auffälligen und mehr oder weniger großen Fruchtkörpern gebildet werden – im Gegensatz zu den unscheinbaren, fruchtenden Gebilden bei den anderen Pilzgruppen. Die Ascosporen der Ascomyceten werden in schlauchartigen Hyphen (so genannten Asci) gebildet und sind darin meist zu acht enthalten; die Basidiosporen der Basidiomyceten formen sich dagegen als Ausstülpungen an kleinen Stielchen schlauch- oder blasenförmiger bzw. zylindrischer Gebilde, den Ständern oder Basidien.