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Panorama Leuchtende Pilze richten sich nach einer inneren Uhr
Nachrichten Panorama Leuchtende Pilze richten sich nach einer inneren Uhr
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12:02 07.07.2018
Biolumineszente Pilze sind viel weniger passiv als bisher von Forschern angenommen. Quelle: iStockphoto
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Berlin

Wer in einer mondlosen Nacht tief durch das Unterholz eines Waldes stakst, kann mit ein wenig Glück etwas Schauriges erleben: verschwommene Formen, blassgrün leuchtend, kaum auszumachen. Das sind keine Halluzinationen, keine Elfen oder Geister. Es sind Pilze.

Bereits Aristoteles beschrieb vor rund 2400 Jahren das Naturschauspiel in seiner Abhandlung “Über die Seele“: “Manches, was man bei Lichte nicht sieht, wird in der Dunkelheit wahrgenommen, zum Beispiel der feurige und glänzende Schein des Erdschwamms ...“

Wahrscheinlich meinte Aristoteles damit den honiggelben Hallimasch, einen essbaren Leuchtpilz, den man auch in europäischen Wäldern finden kann. Wenn man Glück hat. Denn unter den rund 100 000 heute bekannten Pilzarten gibt es nur sieben, die im Dunkeln leuchten.

Der Nutzen war lange Zeit ungeklärt

Welchen Nutzen diese verstrahlten Ausreißer von dieser Biolumineszenz haben, war lange Zeit ungeklärt. Im Gegensatz zum offenkundigen Nutzen einer Taschenlampe für andere Tiere: Mit ihrem blinkenden Hintern locken Glühwürmchen Geschlechtspartner an.

Der Tiefsee-Anglerfisch schwimmt in bis zu 4000 Metern Tiefe mit einem Fortsatz herum, an dessen Ende eine mit biolumineszenten Bakterien gefüllte Laterne baumelt – das Licht lockt in der Dunkelheit der Tiefe Beutetiere an.

Und der Zwergtintenfisch Euprymna Scolopes lebt in einer Symbiose mit leuchtenden Bakterien. Nachts, bei Mondlicht, öffnet er seine mit den Bakterien gefüllten Pigmentsäcke so weit, dass ihr Licht genauso hell scheint wie der Mond. So wirft der Tarnkünstler im flachen Küstenwasser keinen Schatten nach unten und kann seiner Beute unbemerkt auflauern.

Seltener Besucher in warmen Sommernächten: Das Glühwürmchen nutzt Bioluminiszenz, um Geschlechtspartner anzulocken. Quelle: soupstock

Im Gegensatz zu derart spezialisierten Anwendungen schienen biolumineszente Pilze einfach nur passiv vor sich hin zu leuchten, tags wie nachts, bei Regen und Sonne, ob warm oder kalt. Viele Pilzforscher vermuteten deshalb, dass das Leuchten nur ein nutzloses Nebenprodukt des Stoffwechsels sein könnte, ein Blinddarm der Pilzwelt.

Nun aber berichten Biologen der Universitäten Sao Paolo und New York, dass biolumineszente Pilze viel weniger passiv sind als angenommen. Im Labor filmten die Forscher mit empfindlichen Kameras den stark leuchtenden Pilz N. gardneri bei absoluter Dunkelheit über sechs Tage hinweg.

Und siehe da, die Helligkeit des Pilzes schwankte regelmäßig. Nachts leuchtet er stärker und tagsüber schwächer. “Wir konnten zeigen, dass N. gardneri seine Helligkeit mit einer inneren Uhr kontrolliert”, sagt Professor Jay C. Dunlap, Leiter der New Yorker Gruppe.

Automatische Dimmfunktion

Diese automatische Dimmfunktion des Pilzes könnte dem Pilz bei der Vermehrung helfen, vermuteten die Forscher. Nachts und am frühen Morgen produzieren Pilze wegen der kühleren und feuchteren Luft am meisten Sporen. Doch gerade dann ist im dichten Wald der Wind oft zu schwach, um sie fortzutragen. Eine Alternative wäre es, nachts Insekten anzulocken, die die Sporen aktiv im Wald verteilen. Tagsüber wäre das Leuchten dagegen nur Energieverschwendung.

Um diese Hypothese zu testen, stellten brasilianische Mitglieder des Forscherteams Plastik-Pilzattrappen in Kokoswäldern nördlich von Sao Paolo auf, wo N. gardneri gut gedeiht. Manche der Attrappen waren von innen mit grünen LEDs beleuchtet, die ähnliches Licht produzieren wie die Pilze, andere waren dagegen unbeleuchtet. Tatsächlich war die Zahl der Käfer, Fliegen, Mücken, die die beleuchteten Plastik-Pilze belagerten, nachts um ein Vielfaches höher.

Unterschiedliche Leuchtpilze, unterschiedliche Farben

Nun wollten Professor Dunlap und sein Team wissen, wie N. gardneri sein Licht erzeugt. Dazu nahmen sie Proben des Pilzes, deren Bestandteile sie im Labor analysierten. Wie sich zeigte, nutzt der Pilz sogenannte Luciferine, das sind dieselben Proteine, die die meisten anderen leuchtenden Pflanzen, Tiere und Bakterien nutzen.

Kommen Luciferine in Kontakt mit Sauerstoff und einem Enzym namens Luciferase, kommt es zu einer chemischen Reaktion, bei der Licht abgegeben wird. Kürzlich berichtete eine russisch-japanisch-brasilianische Forschungsgemeinschaft im Journal “Science Advances“, dass Leuchtpilze mit leicht verschieden aufgebauten Luciferinen sogar unterschiedliche Farben erzeugen können. Ob die Farbtöne auf die ästhetischen Vorlieben bestimmter Insekten abgestimmt sind, ist allerdings noch ungeklärt.

Ebenfalls offen ist, wie die innere Uhr der Leuchtpilze genau funktioniert. “Allerdings verstehen wir schon recht viel über die innere Uhr in anderen Pilzen”, sagt Dunlap. Einer davon, ein roter Schimmelpilz mit dem Namen Neurospora, dient der Forschung seit den Sechzigerjahren als Versuchsobjekt, um die genetischen Grundlagen innerer Uhren zu untersuchen.

Auch Pilze haben so etwas wie Jetlag

Heute sei klar, sagt Dunlap, dass die Mechanismen, die den Tag-Nacht-Rhythmus in Pilzen steuern, jenen in Pflanzen und Tieren sehr ähnlich sind. So ähnlich, dass unsere innere Uhr und die der Pilze von einem gemeinsamen pflanzenartigen Vorfahren abstammen könnte, der vor rund einer Milliarde Jahren die Erde besiedelte.

“Wenn die Uhr im Leuchtpilz so funktioniert wie die in Neurospora, dann ist sie auch der des Menschen sehr ähnlich”, sagt Dunlap. Einiges spreche schon heute dafür. Wie beim Menschen behalten Leuchtpilze ihren Tag-Nacht-Rhythmus bei, auch wenn das Umgebungslicht sich nicht ändert. Wie beim Menschen ist die Länge des Rhythmus von der Umgebungstemperatur abhängig.

Und wie bei uns kann der Zyklus der inneren Uhr des Leuchtpilzes durch Umgebungslicht zeitlich verschoben werden – auch Leuchtpilze haben also so etwas wie Jetlag. Wenn Sie also einmal nachts im Wald ein schauriges Leuchten im Unterholz erblicken sollten: Erschrecken Sie nicht – wahrscheinlich ist es nur ein Leuchtpilz, ein ferner Verwandter, der gerade aufwacht.

Von Christian Honey

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