Du hast vielleicht schon mal ein Stück Brot einige Tage draußen liegen lassen, und hast danach einige blaue Flecken gesehen. Diese “Flecken” nennt man Schimmelpilze. Es gibt aber auch andere Pilzarten, die nicht unbedingt auf Lebensmittel vorkommen, wie Backhefe oder Waldpilze.
Abb. 1 - Illustration verschiedener Pilzarten
Die Pilze sind unter anderem eukaryotische Mikroorganismen, die viele unterschiedliche Rollen in einem Ökosystem spielen können. Einerseits fungieren sie als Absorbierer. Andererseits können sie auch als Destruenten, Parasiten oder Mutualisten vorliegen.
Es gibt ca. 100.000 Pilzarten, die bisher beschrieben wurden, von denen etwa 444 Meerespilze sind. Es wird aber vermutet, dass etwa 1,5 Millionen Arten existieren können, da viele Arten noch unentdeckt sind.
Pilze Biologie
Pilze sind Eukaryoten und bilden wie Pflanzen, Tiere oder Bakterien ein eigenes Reich. Pilze können sowohl mehrzellig als auch einzellig sein, weshalb einige von ihnen als Mikroorganismen gelten. Im Gegensatz zu Pflanzen können Pilze keine Fotosynthese betreiben und müssen ihre Nahrung heterotroph aufnehmen. Das bedeutet, dass sich Pilze von den Überresten anderer Lebewesen ernähren.
Pilze haben von allen Organismen die größte Biodiversität (Vielfalt), sowohl morphologisch als auch physiologisch. Sie können Hyphen, Myzel und Fruchtkörper bilden. Die Verbreitung erfolgt normalerweise durch Sporen, die asexuell oder sexuell gebildet werden.
In diesem Sinne beschreibt die Morphologie die Struktur und Form der Pilze. Die Physiologie hingegen beschäftigt sich mit den Abläufen, die in Pilze stattfinden.
Pilze werden sehr grob in mikroskopisch kleine Pilze (wie Hefen), Ascomyceten und Basidiomyceten mit viel komplexeren Pilzsystemen aufgrund ihrer Biodiversität eingeteilt.
Fadenpilze – die in allen drei Arten vorkommen – werden auch als Schimmelpilze bezeichnet.
Pilze sind wegen ihrer ausgeprägten Fähigkeit zum Abbau organischer Stoffe von erheblicher Bedeutung für den Stoffkreislauf. Pilze sind äußerst nützlich für unzählige Bereiche, wie in der Lebensmittelherstellung, der Industrie oder der Herstellung von Wirkstoffen.
Wusstest Du, dass Pilze eher den Tieren ähneln, als den Pflanzen?
Einige Pilze können Krankheiten bei Pflanzen oder Tieren verursachen.
Warum sind Pilze keine Pflanzen?
Zwischen Pflanzen und Pilze gibt es einige Unterschiede:
- Pilze haben keine Blätter oder Nadeln. Das liegt daran, dass sie einen anderen Stoffwechsel als Pflanzen haben. Pflanzen brauchen grüne Blätter, um Photosynthese zu betreiben, Pilze aber nicht. Ihre Energie gewinnen sie durch andere Stoffwechselwege.
- Pilze sowie Tiere und Menschen gewinnen keine Energie aus Sonnenlicht. Die Nahrung gewinnen alle drei aus ihrer aufgenommenen Nahrung. Die Pilze gewinnen diese Energie, indem sie die Nahrung chemisch abbauen. Die Nahrung der Pilze, sogenannte fremde Biomasse, kann bspw. aus abgestorbenen Pflanzenresten bestehen. Pilze können aber auch eine Symbiose, eine Art Partnerschaft mit lebenden Pflanzen eingehen.
- Pilze sind aber keine Tiere! Sie sind nämlich sessil, das bedeutet, dass sie sich nicht fortbewegen können. Der größte Unterschied zu den Tieren ist aber der Aufbau ihrer Zellen. Die pilzlichen Zellen sind wiederum den pflanzlichen Zellen ähnlicher, da sie sowohl eine Zellmembran als auch eine Zellwand besitzen. Tierische Zellen besitzen, wie Du vielleicht weißt, keine Zellwand.
- Die Vermehrung der Pilze ist anders als die der Tiere. Deswegen bilden sie ihr eigenes Reich, also eine eigene Gruppe. Deswegen werden sie den Tieren und Pflanzen parallel gestellt.
Pilzgruppen
Echte Pilze werden in fünf Pilzgruppen eingeteilt:
- Tröpfchenpilze oder Flagellatenpilze (Chytridiomycota)
- Jochpilze (Zygomycota)
- Mykorrhizapilze
- Schlauchpilze (Ascomyceta)
- Ständerpilze (Basidiomyceta)
Abb. 2 - Beispiele der fünf Pilzgruppen
Die folgende Tabelle dient dem Vergleich zwischen den verschiedenen Pilzgruppen:
| Tröpfchenpilze | Jochpilze | Mykorrhizapilze | Schlauchpilze | Ständerpilze |
Merkmale | | | liefern der Pflanze Salze und Wasser und erhalten durch die Photosynthese erzeugten Assimilate | - für viele Krankheiten verantwortlich
- Schimmelpilze
- Hefepilze
- Trüffeln
| - Sporenständer (Basidie)
- dikaryotisches Myzel
|
Vermehrung | asexuell und sexuell | asexuell und sexuell | asexuell und sexuell (abhängig von der Pilzart) | sexuell und asexuell | sexuell |
| Aufbau | - Zellwand enthält Chitin
- Thallus enthält einen bis viele Zellkerne
- Sporangien vom Thallus getrennt
- Pseudosepten
| - verzweigtes Myzel aus feinen Fäden (Hyphen) breitet sich im Substrat aus
- Hyphen sind vielkernig und ohne Septen
- Sporangien durch Septen abgetrennt
| - Körper besteht aus dünnen Filamenten (Hyphen)
| - lange dünne Zellfäden (Hyphen)
- verzweigte Hyphen bilden das Myzel
- Zellwand besteht aus Chitin und Beta-Glukanen
- Zellen durch Querwände (Septen) abgeteilt
- Ascokarp: Fruchtkörper aus sehr eng verflochtenen Zellfäden, besteht aus sterilen und fruchtbaren Hyphen
| - Myzel breitet sich in einem Substrat aus
- Jede Zelle kann entweder einen oder zwei Zellkerne enthalten
- Fruchtkörper
- Zellwände bestehen aus Chitin
|
Pilz Aufbau
Nicht alle Pilzarten sind gleich aufgebaut. Jedoch ist die äußere Struktur der mehrzelligen Pilze gleich. Allgemein unterteilt sich das Aussehen in folgende Strukturen:
- der Fruchtkörper (oberirdisch)
- das Myzel (Geflecht)
- die Hyphen (Pilzfäden)
Abb. 3 - Aufbau eines Pilzes
Fruchtkörper
Der Fruchtkörper eines Pilzes ist der sichtbare oberirdische Teil. Seine Form, Farbe und Aufbau variieren je nach Pilzart. Allgemein wird jeder Fruchtkörper in zwei Strukturen unterteilt:
Einige Ausnahmen gibt es, und zwar haben nicht alle Pilze einen Hut oder einen Stiel. Einige Pilze können ihren Fruchtkörper auch unter dem Boden besitzen.
Hut
Die meisten mehrzelligen Pilze besitzen einen Pilzhut. Auf der Unterseite des Pilzhutes befinden sich die Sporen des Pilzes, welche dort geschützt werden. Ein Pilzhut kann viele verschiedene Formen annehmen: kugelig, halbkugelig, zylindrisch oder gewölbt. Die Unterseite des Hutes kann auch unterschiedlich aufgebaut sein: Sie kann entweder aus Röhren oder aus dünnen Lamellen bestehen.
Die Röhren, die man an der Unterseite des Pilzhutes findet, bilden eigentlich eine Röhrenschicht, die ablösbar ist. Diese Schicht ist ein Merkmal der sogenannten Röhrenpilze, wie Steinpilze oder Maronen.
Lamellen kann man auch Blätter nennen. Sie können unterschiedlich geformt sein: verzweigt oder gegabelt.
Lamellenpilze oder Blätterpilze haben ihren Namen aufgrund ihrer Lamellen bekommen. Dazu gehören unter anderem die Champignons, die man im Supermarkt kaufen kann.
Stiel
Der Pilzstiel fängt größtenteils an der Unterseite des Pilzhutes an und geht bis zum Boden. Dieser Stiel kann je nach Art unterschiedlich aussehen.
Einige Stiele können aufgeblasen, schuppig, glatt oder gefurcht aussehen.
Verbindung von Pilzhut und Pilzstiel
Wie ein Pilzhut mit dem Stiel verbunden ist, kann entweder homogen oder heterogen erfolgen.
Bei der homogenen Verbindung kann beobachtet werden, dass der Hut und der Stiel fest verbunden sind.
Im Gegenteil dazu, besagt die heterogene Verbindung, dass eine Art Zwischenschicht zwischen den Strukturen Hut und Stiel liegt, welche diese miteinander verbindet. Diese Zwischenschicht führt dazu, dass der Hut und der Stiel nicht fest verbunden sind.
Die Verbindung zwischen Hut und Stiel der meisten Pilze erfolgt homogen!
Sporen
Die Vermehrung der Pilze erfolgt über sogenannte Sporen, welche im Fruchtkörper gebildet werden. Ihre Funktion ist ähnlich zur Funktion der Pflanzensamen: Verbreitung der Sporen und Bildung neuer Pilze.
Sporen verschiedener Pilzarten können unterschiedliche Farben annehmen. Die Farben stellen ein weiteres Merkmal der Pilze dar.
Sobald die Pilze ihr Reifestadium erreicht haben, werden die Sporen, die sich an der Unterseite des Pilzhutes befinden, durch Luftbewegungen gelöst.
Abb. 4 - Pilze, die Sporen (rosa) freisetzen
Hyphen
Das fadenförmige Gebilde der Pilze, welches sich wie ein Netz durch den gesamten Untergrund zieht, nennt man Hyphen.
Die Aufgabe dieser Hyphen ist, Nährstoffe für den Pilz aufzunehmen und zu verbreiten.
Myzel
Das Myzel beschreibt das gesamte Netzwerk von Hyphen. Der Begriff Myzel stammt aus dem Griechischen und bedeutet nichts anderes als “unter der Erde wachsend”.
Pilze Ernährungsweise
Pilze kannst Du überall finden. Sie leben hauptsächlich in terrestrischen Ökosystemen, mit der Bedingung, dass genügend Sauerstoff (aerob) vorliegt. Die Pilze ernähren sich chemo-organo-heterotroph, was bedeutet, dass sie ihre Energie aus chemischen Stoffen und anderen Organismen aufnehmen. Um zu überleben, müssen die Pilze also Energie aus ihrer Nahrung, wie Pflanzen und Tieren, gewinnen.
Sie nehmen keine lebenden Organismen auf, sondern sie wachsen auf totem, organischem Material und nehmen aus diesem Material ihre Nährstoffe auf. Die Pilze nehmen die Nahrung nicht wie üblich über Phagozytose oder Pinozytose auf, sondern extrazelluläre Enzyme nehmen die Nahrung auf, bauen sie ab, damit sie in die pilzliche Zelle aufgenommen werden kann.
Phagozytose und Pinozytose sind spezielle Formen der Endozytose. Während der Phagozytose werden Feststoff-Partikel durch Einstülpung der Zellmembran von einem Vesikel umschlossen und in die Zelle aufgenommen, um anschließend zersetzt zu werden. Während der Pinozytose wird Wasser durch Einstülpung der Zellmembran aufgenommen.
Pilze können sich aber auch parasitisch oder symbiontisch ernähren.
Pilze Arten
Das Reich der Pilze ist sehr artenreich. Einige Pilze kannst Du essen, einige solltest Du aber vermeiden, um Vergiftungen zu verhindern.
Essbare Pilze
Es gibt viele Pilzarten, die Du essen kannst, wie den Austernseitling (Pleurotus ostreatus), Maronen-Pilze (Boletus badius), den Granatroten Saftling (Hygrocybe punicea) oder die Kammkoralle (Clavulina coralloides).
Diese Beschreibung dient nicht als Empfehlung zum Verzehr! Bitte orientiere Dich an Experten oder zertifizierte Verkäufer für eine Verzehrempfehlung!
Maronen Pilze (auch Maronen-Röhrling)
Maronen-Pilze haben einen kastanienbraunen Hut und einen gelblich braunen bis hellbraunen oder rotbraunen Stiel. Das Fleisch der Maronen-Pilze, welches weiß, bis blass gelblich erscheint, reagiert auf Druck mit Blaufärbung, welche schwach oder lebhaft ausgedruckt werden kann.
Abbildung 5: Maronenröhrling;Quelle: Wikipedia.de
Das Besondere an Maronen-Pilzen, wenn sie zum Verzehr verwendet werden, ist, dass sie nussig schmecken und sich optimal trocknen lassen.
Kammkoralle (Klavulina coralloides)
Die Kammkoralle hat einen weißen bis creme-farbigen Hut, welcher mit dem Alter gelblicher wird und einen weißen Stiel, welcher mit dem Alter bräunlicher wird. Das Fleisch der Kammkoralle erscheint weiß.
Abbildung 6: Kammkoralle:Quelle: Wikipedia.de
Die Kammkorallen eignen sich als gute Speisepilze, da sie einen neutralen Geruch und einen milden Geschmack haben.
Giftige Pilze
Einige Pilze, die öfter essbare Pilze in Form und Farbe ähneln, können giftig sein.
Aus diesem Grund sollst Du auf gar keinen Fall Pilze essen, die Du aus dem Wald sammelst. Die Unterscheidung zwischen essbaren und giftigen Pilzen ist nicht immer einfach.
Viele Pilze, wie der Fliegenpilz (Amanita muscaria), der Pantherpilz (Amanita pantherina) oder der Papageiensaftling (Hygrocybe psittacina) sind giftig und aus diesem Grund nicht zum Verzehr geeignet.
Fliegenpilz (Amanita muscaria)
Der rote Fliegenpilz sieht zwar schön aus, ist aber giftig und kann durch den Verzehr schwere Erkrankungen hervorrufen. Der Fliegenpilz hat einen orangen bis roten Hut mit kleinen weißen Punkten und einen weißen Stiel. Das Fleisch des Fliegenpilzes erscheint weiß.
Abbildung 7: Fliegenpilz;Quelle: Wikipedia.de
Pantherpilz (Amanita pantherina)
Der Pantherpilz hat einen braunen Hut und einen weißen Stiel. Das Fleisch des Pantherpilzes hat eine weiße Farbe. Dieser Pilz wird mit dem Grauen Wulstling, sowie mit dem Perlpilz verwechselt. Der Perlpilz hat aber im Vergleich einen maßgeblich dickeren Stiel.
Abbildung 8: Pantherpilz; Quelle: Wikipedia.de
Marine Pilze
Marine Pilze sind Pilze, die unbedingt (obligat) oder nach eigener Wahl (fakultativ) im Wasser leben.
Marine Pilze ergeben ca. 5 % aller bekannten Pilzarten. Die Pilze gehören hauptsächlich zu den Gruppen der Hutpilze (Basidiomyceten) oder der Schlauchpilze (Ascomyceten). Das Besondere an den marinen Pilzen ist, dass sie an extreme Umweltbedingungen angepasst sind. Das bedeutet, dass sie beispielsweise bei hohen oder niedrigen Salzgehalten überleben können.
Zu finden sind marine Pilze hauptsächlich in Flechten, also in Symbiose mit Algen, oder als Endoparasiten oder Ektoparasiten auf Tieren und Algen.
Marine Pilze erzeugen einige Sekundärmetabolite, also chemische Substanzen, die in der Biotechnologie interessant sind, da sie meist zur chemischen Verteidigung benutzt werden. Aus diesem Grund können marine Pilze beispielsweise als Antibiotika oder Toxine eingesetzt werden.
Pilze Vermehrung
Die Vermehrung der Pilze kann sowohl geschlechtlich (sexuell) als auch ungeschlechtlich (asexuell) erfolgen.
Grundsätzlich vermehren sich Pilze über sogenannte Sporen (Conidiosporen), welche einen einfachen Chromosomensatz besitzen. Die Sporen werden durch Luftbewegungen verbreitet. Im Boden können sie keimen und kleine Wurzeln, die Hyphen, bilden. Nach einer Zeit vereinen sich immer mehr Hyphen zu einem Sekundärmyzel.
Abb. 9 - Schematische Darstellung der pilzlichen Fortpflanzung
Die geschlechtliche Fortpflanzung der Pilze erfolgt ebenfalls über die Ausbildung von Sporen. Diese Sporen, die für die sexuelle Vermehrung zuständig sind, werden abhängig von der Gruppe der Pilze benannt (Zygospore, Ascosopore, Basidiospore etc.). Der Unterschied zwischen der ungeschlechtlichen Fortpflanzung ist, dass bevor die Sporen freigesetzt werden, sich die Hyphen verschmelzen.
Wenn Du etwa ein Pilz aus dem Boden nimmst, sollst Du das Myzel im Boden lassen, weil daraus ebenfalls ein Pilz rauswachsen kann. Solange das Myzel intakt ist, kann es Sporen verbreiten.
Pilze Funktion
Einige Pilze leben als Zersetzer (Destruenten) und nehmen Nährstoffe aus toten Tieren oder Pflanzen auf. Andere Pilze können mit anderen Lebewesen leben: in Symbiose oder als Parasiten.
Destruenten
Destruenten sind eine Organismengruppe, die zur Aufrechterhaltung ihres Stoffwechsels abgestorbene organische Substanzen abbauen.
Pilze ernähren sich von totem, organischem Material. Die Pilze gehören neben anderen Mikroorganismen zu den wichtigsten Destruenten auf der Erde.
Die Aufgabe der Pilze als Destruenten ist, organische Stoffe in anorganische Stoffe wie Kohlenstoffdioxid (CO₂), Wasser (H₂O) und andere Nährstoffe zu zerlegen. Diese Nährstoffe stehen dann anderen Organismen, wie Pflanzen für die Photosynthese zur Verfügung. Auf diese Weise tragen die Pilze dazu bei, Kreisläufe aufrechtzuerhalten.
Symbiosen
Einige Pilzarten sind dafür bekannt, dass sie mit anderen Organismen leben können. Der Vorteil ist, dass beide Seiten davon profitieren. Es gibt zwei Arten der Symbiosen, die Pilze eingehen können: Flechten und Mykorrhiza.
Eine Symbiose, in der Pilze mit Grünalgen oder Cyanobakterien leben und eine Gemeinschaft bilden, nennt sich Flechte.
Jede Flechte ist dadurch gekennzeichnet, dass nur eine spezifische Algen- oder Cyanobakterienart und eine spezifische Pilzart vorkommen.
Abbildung 10: Flechten: © Tomas Castelazo, www.tomascastelazo.com / Wikimedia Commons
Die Symbiose, in der Pilze mit Pflanzen leben, nennt man Mykorrhiza.
Hauptsächlich liegt die Symbiose mit den Pflanzenwurzeln, und nicht mit der ganzen Pflanze. Die Pflanze profitiert daraus, indem sie Zucker oder andere Eiweiße von den Pilzen erhält. Dafür stellt die Pflanze Wasser und Mineralstoffe für die Pilze zur Verfügung.
Biotechnologie
Die chemischen Substanzen (Sekundärmetaboliten), die Pilze aufbauen können, spielen eine wichtige Rolle in der Biotechnologie/Pharmazie.
Aus Pilzen können beispielsweise Toxine, Aflatoxine, Ergotamin und Amanatin, gewonnen werden. Ergotamin ist ein hochgiftiges Alkaloid aus Mutterkorn, welches an Dopamin- und Serotoninrezeptoren bindet. Dieses Toxin wird in der Migränetherapie eingesetzt.
Einige Pilze können auch in der Lebensmittelproduktion eingesetzt werden, um bspw. Blauschimmelkäse herzustellen. Der eingesetzte Pilz, Penicillium roqueforti, ist eine Art der Schimmelpilze.
Pilze – Das Wichtigste
- Pilze sind Eukaryoten und bilden ein eigenes Reich neben den Pflanzen und den Tieren.
- Pilze sind nicht in der Lage Photosynthese zu betreiben, da sie keine Chloroplasten haben. Deswegen müssen sie sich heterotroph ernähren.
- Die echten Pilze unterteilen sich in fünf Gruppen:
- Tröpfchenpilze/Flagellatenpilze (Chytridiomycota)
- Jochpilze (Zygomycota)
- Mykorrhizapilze
- Schlauchpilze (Ascomyceta)
- Ständerpilze (Basidiomyceta)
- Ein Pilz besteht aus einem Fruchtkörper, das Myzel und die Hyphen.
- Von den Pilzen gibt es viele Arten, die essbar sind, aber auch viele Arten, die giftig sind.
- Pilze sind Destruenten, da sie totes organisches Material abbauen, um sich zu ernähren.
- Sie können auch Symbiose mit anderen Organismen eingehen:
- Flechten: Symbiose mit Grünalgen oder Cyanobakterien
- Mykorrhiza: Symbiose mit Pflanzen
Nachweise
- Fritsche (2016). Mikrobiologie. Springer.
- Fuchs (2021). Allgemeine Mikrobiologie. Thieme.
Schule 
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