Pilze

3.2

Ungeschlechtliche Vermehrung

Während die geschlechtliche Sporenbildung eine Kernverschmelzung und damit eine Vermischung des Erbguts der beiden Kerne voraussetzt, ist dies für die ungeschlechtliche Fortpflanzung nicht erforderlich. Auch hierbei werden verschiedene Sporenformen unterschieden, die jeweils für bestimmte, verwandte Gruppen typisch sind. Die wichtigsten sind Oidien, Konidien und Sporangiosporen; für jede Sporenart ist eine bestimmte Bildungsweise und das Auftreten in einem bestimmten Fortpflanzungsstadium charakteristisch. Die meisten Pilze produzieren Sporen sowohl auf geschlechtliche als auch auf ungeschlechtliche Weise; bei der Gruppe der Deuteromyceten (siehe unten: Systematik) ist dagegen nur eine ungeschlechtliche Bildung zu beobachten. Da hier keine Fruchtkörper erzeugt werden, ist die systematische Einteilung dieser Pilze sehr schwierig.

3.3

Sporenverbreitung

Die Sporen werden teilweise aktiv durch Ausschleudern verbreitet (was nur über sehr kurze Strecken möglich ist), hauptsächlich jedoch passiv durch den Wind, durch fließendes Wasser oder vorbeistreifende Tiere. Auch wenn Tiere Pilze fressen, werden die widerstandsfähigen Sporen verbreitet, weil diese nach der Verdauung ausgeschieden werden. Wenn die Umweltbedingungen günstig sind, keimen die Sporen mit einem kleinen Keimschlauch aus und wachsen zu einem neuen Pilz heran.

4

Physiologie der Pilze

Pilze benötigen zum Leben meist Sauerstoff, viel Wasser und verwertbare Kohlenstoffquellen, z. B. Kohlenhydrate. Die meisten Pilze können Zucker wie Glucose und Fructose verwerten. Die Verwendung anderer Kohlenstoffquellen als Nahrung hängt von der jeweiligen Enzymausstattung der Pilze ab. Mykorrhizapilze (siehe unten) können trotz anders lautender Berichte keinen Stickstoff aus der Luft binden (siehe Stickstofffixierung), da diese Fähigkeit Prokaryonten wie Bakterien und Cyanobakterien vorbehalten ist. Ansonsten aber können Pilze Stickstoff aus vielen Quellen beziehen: Sie verwerten Ammoniumsalze, Nitrate und natürlich auch Aminosäuren aus dem Gewebe abgestorbener Tiere oder Pflanzen. Auch die Elemente Kalium, Phosphor, Magnesium und Schwefel sind für das Wachstum von Pilzen erforderlich sowie Spuren von Eisen, Mangan, Kupfer, Molybdän, Zink und anderen Wachstumsstoffen. Pilze, die das Pigment Melanin aufweisen, können offenbar in einem der Photosynthese analogen Prozess aus radioaktiver Strahlung Energie gewinnen (PLoS ONE, 2007).

Eine weitere Gemeinsamkeit mit Pflanzen besteht darin, dass Pilze nicht auf das für Tiere essentielle Natrium angewiesen sind. Mit Tieren andererseits haben Pilze außer Chitin das Glykogen (siehe Stärke) gemeinsam. Dies ist die wichtigste Verbindung, in der Pilze, ähnlich wie Tiere, Kohlenhydrate als Energiequelle speichern. Man nennt es auch tierische Stärke, im Gegensatz zu den beiden Stärkearten der Pflanzen, der Amylose und dem Amylopektin. Glykogen besteht zwar ebenfalls aus polymerer Glucose, es weist aber eine viel stärker verzweigte Struktur auf und ist daher viel schneller abbaubar. Zusätzlich bilden Pilze als Speichersubstanzen auch andere Polysaccharide und Polyalkohole wie Mannitol oder Glycerin.

4.1

Gärung und Atmung

Manche Pilze haben folgende Gemeinsamkeit mit Bakterien: Hefen und Phykomyceten im Pansen von Wiederkäuern können auch ohne Sauerstoff leben und sind in der Lage, einen ursprünglichen Stoffwechselweg zu begehen: die Gärung. Die große Mehrzahl der Pilze lebt aber aerob und benötigt unbedingt Sauerstoff, denn bei der Gärung beträgt die Energieausbeute nur etwa 5 Prozent der Atmungsleistung unter Beteiligung von Sauerstoff. Der Grund liegt darin, dass das Energie liefernde Adenosintriphosphat nicht effektiv über die Atmungskette in den Mitochondrien (Zellorganellen) gewonnen wird, sondern umständlich aus Stoffwechselreaktionen abgezweigt werden muss: Eigentlich wertvolle Stoffe, so der Äthylalkohol bei der alkoholischen Gärung, müssen daher als nicht weiterverwertbar ausgeschieden werden. Oftmals aber laufen die als Gärungen bezeichneten Reaktionen unter Beteiligung von Sauerstoff ab, sind also gar keine Gärungen, sondern normale, aerobe Reaktionen (der Begriff Gärung wurde lediglich aus historischen Gründen beibehalten). So ist auch die Essigsäuregärung keine Gärung, sondern die Umwandlung des Alkohols unter Beteiligung von Sauerstoff zu Essigsäure (ohne Sauerstoff wird Wein nicht sauer).

Mit ihren Enzymen können Pilze zahlreiche organische, auch komplexe Verbindungen umwandeln und zersetzen; sie sind daher beim Abbau toter pflanzlicher und tierischer Substanz maßgeblich beteiligt und stellen ein äußerst wichtiges Element vieler Ökosysteme dar. Zur Aufrechterhaltung vieler Nährstoffkreisläufe sind Pilze unbedingt notwendig. Zu den fast nur von Pilzen abbaubaren Stoffen zählt das schwer zersetzbare Lignin, ein wichtiger Holzbestandteil. Andere Enzyme wie Protopectinase, Pectase und Pectinase bewirken die Hydrolyse (Spaltung mit Hilfe von Wasser) von Stoffen, die in den mittleren Schichten pflanzlicher Zellwände enthalten sind, so dass durch ihre Wirkung der Zellinhalt frei und für andere abbauende Organismen zugänglich wird. Weitere wichtige von Pilzen gebildete Enzyme sind Amylase, Cellobiase, Zytase, Dextrinase, Invertase, Lactase, Maltase, Protease und Tannase.

5

Ökologie der Pilze

Pilze sind überwiegend Landbewohner. Nur etwa 2 Prozent der bisher bekannten Arten kommen im Wasser – meist im Süßwasser – vor, darunter einige Oomyceten, Schimmelpilze, Ascomyceten und Deuteromyceten. Erst in den letzten Jahren wurden auch Arten entdeckt, die in verschmutzten Bächen und Flüssen leben und bei der natürlichen Abwasserreinigung mitwirken.