Mikrobenzirkus

Keine Panik vor Bazille, Virus & Co


Leave a comment

Schimmelpilze als mikrobielle Bioböller

Pilobolus_crystallinus_002 wikimedia

Pilobus spec. ein Kot-liebender Schimmelpilz, der seine Sporen bis zu 2,5 Meter weit schießt (Bildquelle:  Wikimedia Commons)

 

Meet the Microbe 12/2015 – Ascobolus immersus, Pilobolus kleinii und Gibberella zeae

Der Jahreswechsel wird mit der üblichen Silvesterknallerei begangen. Seit Tagen rüsten sich die Hobbyfeuerwerker in den Verkaufsstellen mit diversen Raketen und anderen Flugkörpern aus. Aber es gibt auch eine biologische Alternative und damit meine ich nicht die Bioböller aus den 90er Jahren, die sich mangels Qualm und Knall nicht zum Verkaufsschlager entwickelt haben.

Nein, es geht um eine echte Alternative für Mikrobiologen. Ein besonderes Feuerwerk – und nur unter dem Mikroskop zu beobachten! Ohne Ohrensausen aber mit Spezialeffekten…

Die Protagonisten sind die Pilze Ascobolus immersus, Pilobolus kleinii und Gibberella zeae. Die ersten beiden sind kleine Jochpilze mit einer Vorliebe für Kuh-Dung. Die Schimmelpilze wachsen auf dem Mist von Kühen und anderen Pflanzenfressern, den sie zersetzen. Und damit haben sie ein großes Problem. Um von ihrem Kuhfladen wieder herunterzukommen, müssen sie ihre Sporen weit weg schleudern. Die Sporen landen optimalerweise auf grünem Gras, welches wiederum von Kühen gefressen wird.

Aber Kühe fressen verständlicherweise ungern neben ihren Exkrementen. Also haben die Pilze für die Verbreitung ihrer Sporen einen besonderen Trick entwickelt, um größere Entfernungen zu überwinden. Sie verschießen ihre Sporen mit Druck, teilweise  mit dem 180.000fachen der Erdbeschleunigung (Ascobolus immersus). Daneben sehen sogar Formel-1-Autos wie Schnecken aus.

Wie mikroskopisch kleine Katapulte oder Wasserpistolen feuert auch Pilobolus seine Sporen in Richtung des Sonnenlichtes durch die Luft. Dazu verfügen die Pilze über ein effektives Photorezeptor-System. Die Sporen können bis zu 25 Meter pro Sekunde (90 Km/h) erreichen. Die Kraft des Pilzes ist beeindruckend. Amerikanische Wissenschaftler haben es mit Ultrahochgeschwindigkeitskameras aufgezeichnet. Diese Pilzsporen gehören wohl zu den schnellsten Flugobjekten der belebten Natur. Treibende Kraft der pilzlichen Kanoniere ist ein enormer osmotischer Druck, der sich  im Fruchtkörper aufbaut.

Die Technik des Pilzes Pilobolus ist hier im Video als mikrobielles Feuerwerk zu bewundern – untermalt vom Amboss-Chor aus der Verdi-Oper Troubadour.

 

Ungeschlagener Rekordhalter ist aber der Maispilz Gibberella zeae. Der Getreideschädling ist wohl der stärkste Bioböller der Erde. Er schießt mit bis zu 870.000facher Erdbeschleunigung seine Sporen aus dem Fruchtkörper. Mit bis zu 130 km/Stunde können die Sporen durch die Luft fliegen. Aber die schnellsten Pilzgeschosse fliegen nicht am weitesten. Sie landen schon nach 5 Millimetern. Da muss keiner um seine Gesundheit fürchten. Aufgrund ihrer geringen Masse werden die Sporen vom Luftwiderstand rasch gestoppt.

 

In diesem Sinne.

Einen guten Rutsch und auf alle guten Dinge, die uns 2016 erwarten!

Ich freue mich über Eure Kommentare!

 

Quellen:

Trail et al. Ejection mechanics and trajectory of the ascospores of Gibberella zeae (anamorph Fuarium graminearum). Fungal Genet Biol. 2005 Jun;42(6):528-33.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15878295

Levi Yafetto et al. The Fastest Flights in Nature: High-Speed Spore Discharge Mechanisms among Fungi, 2008, DOI: 10.1371/journal.pone.0003237

http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0003237

 


Leave a comment

Blaugrüne Invasion im Obstregal

Draußen wintert es so vor sich hin. Richtiges Schnupfen- und Hustenwetter. Ich sollte unbedingt etwas für mein Immunsystem tun. Vitamin C muss her! Prima, ich habe doch noch Orangen im Regal. OBSTSALAT – darauf habe ich jetzt richtig Appetit!

Leider kann ich diese Klasse-Idee beim Hin- und Herwenden der ersten Orange gleich ad acta legen. Ein blau-grüner und etwas staubiger Pilz thront mitten auf der ersten Orange. Bei näherem Hinschauen hat er sich in der Obstbox auch schon etwas weiterverbreitet und andere Früchte „angepudert“. Zum Einkaufen ist es definitiv zu spät. Super, jetzt stehe ich in Nahrungskonkurrenz mit einer Mikrobe! Mist!

Orange Infiziert mit Penicillium digitatum @Susanne Thiele

Orange infiziert mit Penicillium digitatum
@Susanne Thiele

Aber um welchen Pilz handelt es sich eigentlich? Mein persönlicher Pilzexperte gibt einen Tipp per Ferndiagnose auf mein Täterfoto: Grün- oder Blauschimmel, typische Verderbniserreger an Zitrusfrüchten wie Orangen oder Zitronen. Fachlich korrekt heißen die Verdächtigen Penicillium digitatum (Grünschimmel) oder Penicillium italicum (Blauschimmel). Beide gehören zu den Pinselschimmeln, die so genannt werden, weil ihre  die Pilzsporen an den sogenannten Konidienträgern pinselartig angeordnet sind. Aha!

Schimmel_pinselschimmel_penicillium(@wikipedia)
Diese Pinselschimmel können ungeheure Massen an Sporen bilden, die sich vorwiegend auf dem Luftweg verbreiten. Wahre Kosmopoliten!
Die Zitrusfrüchte und ihr Saft sind ein idealer Nährboden für Mikroorganismen. Die Pilzsporen dringen in kleine Wundstellen der Orange ein und bilden dort weiße kreisförmige Pilzherde. Die Pilzhyphen, verzweigte Pilzfäden, werden als ein watteähnlicher Überzug sichtbar. Die Orangenhaut wird aufgelockert, etwas schmierig und später mit einem grünen oder blaugrünen Sporenteppich überzogen, der uns staubig erscheint.

Apropos Farbe. Hier kann man die beiden Täter gut unterscheiden. Der Grünschimmel (Penicillium digitatum) ist eher oliv-grün. Der Blauschimmel (Penicillium italicum) erscheint wirklich hübsch blaugrün fast türkis-farben.

Auch bei den Lagertemperaturen der Orangen bevorzugen die Pinselschimmelarten unterschiedliche Klimabedingungen.

Penicillium italicum kann sogar bei Kühltemperaturen um 4-10 Grad Celsius wachsen. Das macht eine effiziente Lagerung in Containern schwieriger. Die Früchte werden deshalb chemisch mit z. B. Diphenyl, Thiabendazol gegen Blau- und Grünschimmel behandelt, teilweise liegen aber hohe Resistenzen gegen diese Fungizide vor. Der Pilz bildet außerdem die toxischen Metabolite Verruculon und Italicinsäure, die giftig für den Menschen sind.
Der Grünschimmel Penicillium digitatum wächst gut bei Lagertemperaturen zwischen 20 – 25 Grad Celsius.

Die Orange, die ich im Experiment nach einer Woche ungestörten glücklichen Pilzwachstums nochmal fotografiert habe, zeigt beide Pinselschimmelarten mit den typischen Farbausprägungen. Die feindliche Übernahme meiner Obstkiste war also ein gemeinsames strategisches Unterfangen!

DSC_0047

Mich beruhigt, dass beide Pinselschimmel die Orangen trotz der Lagerbehandlung im Container überhaupt noch fressen! Etwas Natur scheint noch übriggeblieben zu sein. Und ich kaufe mir jetzt neue frische Bio-Orangen für mich alleine…

Ein Zeitraffer-Video der Cornell University, welches mit Penicillium italicum infizierte Orangen zeigt.