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Die meisten Menschen schenken Pilzen nicht viel Beachtung. Wenn man sie nicht gerade zum Abendessen verwendet oder Schimmel entfernt, stehen sie wahrscheinlich nicht ganz oben auf der Prioritätenliste – es sei denn, man schaut gerade zur Entspannung „The Last of Us“. Dabei sind Pilze viel mehr, als die meisten von uns ahnen. Tatsächlich steckt viel mehr in ihnen, als wir denken.
Bei einer Erkundung des Malheur National Forest in Oregon entdeckt man zwischen den Bäumen winzige Hallimasch-Pilze (Armillaria ostoyae). Doch es handelt sich nicht um einzelne Exemplare; sie sind alle unterirdisch miteinander verbunden und wachsen aus demselben Organismus – einem Organismus, der eine Fläche von 9 Quadratkilometern bedeckt.
Der Teil des Pilzes, den wir üblicherweise sehen und bei Speisepilzen verzehren, dient ausschließlich der Fortpflanzung. Der Rest des Pilzes lebt unterirdisch in Form eines Myzelnetzwerks, einer Art Wurzelsystem, das all diese Fruchtkörper miteinander verbindet.
Dieser riesige Pilz besitzt ein ganzes Netzwerk, das sich an die Wurzeln von Bäumen anheftet und sie verzehrt. So ernährt er sich. Und das tut er seit 10.000 Jahren an ein und demselben Ort. Anders gesagt: Das Myzelnetzwerk ist unglaublich effizient. Und es leistet noch viel mehr, als nur Wurzeln zu fressen. Schließlich würden Sie, wenn Sie 10.000 Jahre gelebt hätten, wahrscheinlich auch einiges lernen.
Was sind Myzelnetzwerke?
Ein Myzelnetzwerk ist ein Pilz, der sehr groß werden kann, unterirdisch lebt und sich von Bäumen ernährt. Was noch? Myzel besteht aus dünnen, haarähnlichen Fäden, die sich unterirdisch verflechten. Bei manchen Arten sieht es, je nach Dichte der Fäden, fast wie ein lockeres Gewebe aus. Es ist jedoch nicht einfach, es als Ganzes zu sehen. Einige dieser einzelnen «Wurzeln» sind dünner als ein menschliches Haar.
Diese dünnen Fäden, sogenannte Hyphen, können einen Durchmesser von nur zwei Mikrometern aufweisen, verglichen mit der Dicke eines Haares von 17 Mikrometern. Da sie sich in alle Richtungen verzweigen, bilden sie mehr Verbindungen als das menschliche Gehirn.
Etwas mehr als ein Kilogramm Erde kann über 160 Kilometer Myzel enthalten. So bilden sie ein Myzelnetzwerk, eine riesige Struktur aus Fäden, oder auch ein Mykorrhiza-Netzwerk, das sich etwas davon unterscheidet.
Ein Mykorrhiza-Netzwerk ist ein symbiotisches Netzwerk aus Myzelien, das zwischen Pilzen und anderen Pflanzen, wie zum Beispiel Bäumen, entsteht. Im Gegensatz zu unserem großen Freund aus Oregon, der Wurzeln frisst und Bäume abtötet, helfen die Pilze, die Mykorrhiza-Netzwerke bilden, den Bäumen, mit denen sie in Symbiose leben.
Wie funktioniert das Ganze? Der Pilz kann Nährstoffe aus abgestorbenem Material und dem Boden gewinnen, da er sich praktisch von allem ernährt. Er transportiert diese Nährstoffe zu den Wurzeln des Baumes und erhält im Gegenzug einen Teil der Photosyntheseenergie des Baumes – also Energie, die dieser von der Sonne bezieht und die der Pilz selbst nicht erzeugen kann. Bis zu 301 µT der durch Photosynthese produzierten Zucker werden so dem Pilz zugeführt.
Stell dir einfach einen Baum als deinen Freund vor, der Tacos liebt, und dich als Pilz, der Pizza liebt. Freitagsabends genießt ihr beide euer Essen allein, aber wenn ihr euch trefft, könnt ihr Tacos und Pizza zusammen essen – ist das nicht für alle besser? Die Antwort ist ja.
Wasser, Stickstoff, Kohlenstoff und allerlei andere Mineralien – die zugegebenermaßen weniger schmackhaft sind als Tacos und Pizza – werden von Organismen zum Wohle aller geteilt. Eine Theorie besagt, dass Pilze ihren Kohlenstoff hauptsächlich von Bäumen beziehen, während Bäume ihren Phosphor und andere Mineralien erhalten.
Das Besondere an diesem Netzwerk ist, dass sich das Myzel nicht nur an einen einzigen Baum anheftet. Wie der Riese im Wald von Oregon kann es sich auf viele Bäume ausbreiten, sie miteinander verbinden und so den Nährstoffaustausch ermöglichen, der den gesamten Hain, ja den ganzen Wald, erhält. Dies ist besonders nützlich, wenn einige Bäume, wie zum Beispiel junge Setzlinge, im Schatten liegen oder in Gebieten mit Wasserknappheit wachsen.
Pilzgehirne
Wir haben bereits erwähnt, dass das Myzelnetzwerk mehr Verbindungen ausbildet als das menschliche Gehirn. Doch dies ist nicht die einzige Parallele zwischen Pilzen und dem menschlichen Geist. Forschungen haben gezeigt, dass diese Netzwerke über eine Art Gedächtnis sowie über Entscheidungsfähigkeit verfügen. Auf den ersten Blick erscheint diese Information fast unglaublich, aber es gibt zahlreiche Belege dafür, dass andere Organismen wie Kraken und Krähen bemerkenswerte Intelligenz besitzen. Warum sollte also ein so komplexer Organismus diese Fähigkeit nicht auch besitzen?
In Experimenten zeigten die Hyphen im Netzwerk eine räumliche Orientierung. Sie verändern ihren Entwicklungsverlauf in Abhängigkeit von Interaktionen mit anderen Organismen. Pilze können sich nachweislich bis zu 12 Stunden lang an Stresssituationen erinnern und die Orte und Umstände meiden, die dazu geführt haben.
Wenn ein mit Myzel bewachsener Holzblock als Köder und Nährstoffquelle in die Erde gelegt und anschließend versetzt wird, wächst das verbleibende Myzel an der Stelle weiter, an der sich der Block zuvor befand. Dies zeigt, dass sich der größere Organismus an seinen vorherigen Standort erinnert.
Wenn Netzwerke wachsen können, tun sie dies auf eine Weise, die Ressourcen schont und Stress minimiert. Ihre Wachstumsmuster deuten darauf hin, dass das gesamte Netzwerk miteinander verbunden ist und interagiert, sodass der gesamte Organismus «versteht», was für ihn am besten ist. Anders ausgedrückt: Es funktioniert wie Neuronen im Gehirn.
Die Funktion dieser Hyphen wurde mithilfe von Mikroelektroden gemessen, wobei eine Polarisation und Depolarisation der Membranen beobachtet wurde, ähnlich wie bei Nervenimpulsen in Tieren. Ihre Funktion in Pilzen ist jedoch noch unbekannt, könnte aber sogar mit Sprache zusammenhängen.
Untersuchungen dieser elektrischen Impulse zeigen, dass elektrische Signale zumindest bei einigen Pilzarten einer einfachen Sprache ähneln. Beispielsweise erhöht sich die Intensität der Signale, wenn das Netzwerk eine Nahrungsquelle erkennt.
Die elektrischen Aufzeichnungen wurden auf Muster analysiert, und es zeigte sich, dass ähnliche Aktivitätsspitzen in ähnlichen Situationen auftraten. Tatsächlich konnte das Team innerhalb dieser Aktivitätsmuster etwa 50 Wörter identifizieren, die im Durchschnitt 5,97 Buchstaben lang waren. Im Englischen beträgt die durchschnittliche Buchstabenanzahl pro Wort etwa 4,8.
Der Forscher, der die Beobachtungen durchführte, wies umgehend darauf hin, dass dies eine einfache Methode des Netzwerks sein könnte, Nahrungsquellen und zu vermeidende Objekte zu identifizieren. Es ist ebenso wahrscheinlich, dass es sich gar nicht um eine Form der Kommunikation handelt. Doch unabhängig vom Zweck dieser Impulse werden sie nicht zufällig erzeugt, sondern erfüllen eine spezifische Funktion.
Das Mykorrhiza-Netzwerk ermöglicht es miteinander verbundenen Organismen, Warnsignale auszutauschen. Tomatenpflanzen, die mit der Krautfäule infiziert waren, konnten diese Information an benachbarte, gesunde Pflanzen weitergeben und diese so zur Produktion eines schützenden Enzyms anregen, um die Krankheit zu bekämpfen. Stresssignale wurden über das Myzel übertragen und von gesunden Pflanzen empfangen und darauf reagiert.
Der Biologieprofessor Nicholas Money hat die These aufgestellt, dass Pilznetzwerke über ein sogenanntes «minimales Selbst» verfügen. Sie sind keineswegs intelligent im Sinne des menschlichen Geistes. Das Netzwerk ist bei Weitem nicht so komplex wie das Gehirn, aber dennoch komplex, und Pilze weisen eine Art rudimentäres Bewusstsein auf, das sich durch ihre Fähigkeit zur Selbsterhaltung und Fortpflanzung definiert.
Welche Informationen das Myzelnetzwerk auch immer vermitteln mag, es geschieht definitiv etwas in ihm, und dies betrifft nicht nur den Pilz selbst, sondern auch andere Organismen, mit denen er in Verbindung steht.
Die einzigartigen Eigenschaften des Myzels
Es besteht die weitverbreitete Annahme, dass Pflanzen und Musik miteinander verbunden sind. Dies wird jedoch meist mit Zimmerpflanzen und der Vorstellung in Verbindung gebracht, dass bestimmte Musikrichtungen deren Wachstum fördern. Es gibt nur wenige gesicherte wissenschaftliche Beweise dafür, obwohl einige Hinweise darauf bestehen, dass bestimmte Schwingungen das Pflanzenwachstum entweder fördern oder hemmen können. Bei Pilzen wurde ein ähnliches Verhalten beobachtet.
Pilze können Schallwellen in elektrische Signale umwandeln. Dies fördert ihr Wachstum und ihre Entwicklung. Im Rahmen des Octopus-Projekts maß eine Gruppe musikbegeisterter Wissenschaftler diese elektrischen Impulse und wandelte sie wieder in Schall um. So konnten sie quasi Musik aufnehmen, die von Pilzen erzeugt wird. Einige Beispiele dieser Musik, aufgenommen von Pilzen wie Shiitake und anderen, sind online zu finden.
Interessanterweise können Pilze auf Schall reagieren und sogar eigene Moleküle produzieren, was weitreichendere Folgen hat. Wenn Schall das Wachstum anregt, profitieren laut Theorie alle Pflanzen im Mykorrhiza-Netzwerk davon. Das bedeutet, dass sich Ernteerträge potenziell allein durch das Abspielen geeigneter Töne steigern ließen.
Das Hören ist nicht die einzige ungewöhnliche Fähigkeit des Myzels. Es kann sich auch von normalerweise ungenießbaren Stoffen wie Strahlung ernähren. Wir haben bereits besprochen, wie das Mykorrhiza-Netzwerk sowohl Pilzen als auch Bäumen durch Nährstoffaustausch zugutekommt. Denn Pilze produzieren manche Nährstoffe nicht oder nur sehr ineffizient im Vergleich zu anderen Pflanzen.
Dasselbe Prinzip gilt für Pilze in Bezug auf Strahlung. Einige Pilzarten, wie beispielsweise jene in Tschernobyl, haben sich so angepasst, dass sie sich von Strahlung ernähren. Genau wie ein Baum Sonnenlicht durch Photosynthese in Energie umwandelt oder wir durch Verdauung und Stoffwechsel Kalorien in Energie umwandeln, absorbieren diese Pilze Gammastrahlung und wandeln sie in Energie um.
Es wurde vorgeschlagen, die Verwendung von radioaktiv adaptierten Pilzen nicht nur zur Sanierung radioaktiver Zonen, sondern auch zur Aufspürung geheimer nuklearer Anlagen zu erforschen.
Pilze sind seit Langem für ihre Strahlungsresistenz bekannt. In einer Studie zeigten Mäuse, die mit schwarzen Pilzen gefüttert wurden, einen überdurchschnittlich hohen Schutz vor externer Strahlung. Daher könnte der Verzehr von Pilzen, insbesondere von dunklen, melaninhaltigen Sorten, Soldaten und andere Personen, die gefährlicher Strahlung ausgesetzt sind, tatsächlich schützen. Es lohnt sich, dies zu bedenken, wenn Sie sich das nächste Mal Sorgen um Röntgenstrahlen machen.
Baumverbindungen
Myzel spielt eine entscheidende Rolle für die Gesundheit des Waldes. Pilze zersetzen organisches Material und sorgen so für einen gesunden Boden, der das Wachstum anderer Organismen ermöglicht und Nährstoffe dem Kohlenstoffkreislauf wieder zuführt. Sie sind außerdem für die Fortpflanzung bestimmter Pflanzenarten, wie beispielsweise Orchideen, unerlässlich. Fehlt eine bestimmte Pilzart an den Wurzeln dieser Orchideen, können sie sich nicht fortpflanzen, was diese Symbiose besonders gefährlich macht. Pflanze und Pilz sind buchstäblich aufeinander angewiesen, um zu überleben.
Einige andere Pflanzenarten, wie beispielsweise Kiefernharz, haben sich so entwickelt, dass sie die Photosynthese aufgegeben haben und stattdessen auf Pilze angewiesen sind, um die für ihr Überleben notwendige Energie zu erhalten. Tatsächlich hängen über 90 % aller Pflanzen von der symbiotischen Mykorrhiza-Verbindung einer oder mehrerer Arten ab. Ohne Pilze sähe unsere Welt ganz anders aus.
Die Idee, dass diese Netzwerke Bäume und andere Pflanzen miteinander verbinden und ihnen zugutekommen, wurde von vielen Naturforschern, Ärzten, Ökologen und Förstern vorgeschlagen und unterstützt.
Stimmt das alles?
Nicht alle teilen die Auffassung des Konzepts des «Baumnetzwerks» und die allgemeine Bedeutung oder den Nutzen von Mykorrhiza-Netzwerken. Dr. Justin Karst, Experte für Ektomykorrhiza-Ökologie, glaubt, dass es – zumindest basierend auf den vorliegenden Daten – mehr Mythen als Fakten über die Funktionen dieser Netzwerke gibt. Karst bestreitet die Behauptung, dass diese Netzwerke für miteinander verbundene Bäume und Sämlinge von Vorteil seien, da es an überzeugenden Beweisen mangele.
Laut Karst ist auch die Annahme fragwürdig, dass Mykorrhiza-Netzwerke so weit verbreitet sind wie bisher angenommen. Es wurden zu wenige Waldgebiete kartiert, um eine solche Schlussfolgerung zu ziehen, und nur zwei Studien deuteten überhaupt auf die Existenz eines Netzwerks hin, ohne jedoch ausreichende Daten zu liefern, um die Theorie der vorteilhaften Symbiose zu stützen.
Karst stellte die zuvor erwähnte Annahme in Frage, dass Netzwerke alle angeschlossenen Bäume, einschließlich Sämlinge, mit Nährstoffen versorgen. Tatsächlich gibt es ebenso viele Belege dafür, dass die Vernetzung dieser Sämlinge schaden wie nutzen kann.
Eine dritte Behauptung, die mit der vorherigen über Tomaten zusammenhängt, besagt, dass Bäume Warnsignale über ihr Netzwerk aussenden können, um andere Bäume vor einem gefährlichen Insektenbefall zu warnen. Dadurch könnten auch nicht befallene Bäume mit der Produktion von Abwehrenzymen beginnen. Obwohl dies unwahrscheinlich klingt, betont Karst, dass es bisher durch keine veröffentlichte, von Fachkollegen begutachtete Studie belegt wurde.
Karst bestreitet weder die Existenz dieser Netzwerke noch ihren potenziellen Nutzen, sondern weist lediglich darauf hin, dass man nicht alles, was man liest, unkritisch übernehmen sollte, da nicht alle Belege diese Behauptungen zwangsläufig stützen. Darüber hinaus gibt es zahlreiche Belege für viele der bemerkenswerten Dinge, die wir über Myzelnetzwerke wissen, und sicherlich genug, um die Forschung anzuregen und die Wahrheit über diese komplexen Organismen zu ergründen.
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