Jetzt weißt du, wie wir wachsen und dass unser Wachstum von den verfügbaren Nährstoffen abhängt. Aber wie genau ernähren wir uns eigentlich? Und wie nutzen die Menschen diese Fähigkeit der Pilze schon seit Jahrhunderten für sich?
Wie ernähren sich Pilze?
Pilze sind faszinierende Lebewesen mit einer einzigartigen Ernährungsweise. Da sie sich nicht fortbewegen können, müssen sie ihre Nahrung regelrecht durchwachsen um sich neue Nahrungsquellen zu erschließen. Je nach Pilzart bevorzugen sie unterschiedliche organische Materialien. Viele Pilze ernähren sich von toten Pflanzen und Tieren und spielen eine wichtige Rolle als Zersetzer der Natur. Sie helfen, abgestorbenes Material zu zersetzen und Nährstoffe wieder in den Kreislauf der Natur zu bringen. Zu dieser Pilzgruppe gehören auch Schimmelpilze, die uns im Alltag häufig begegnen, da sie auf (alten) Lebensmitteln wachsen. Allerdings gibt es auch Pilze, die sich von lebenden Organismen ernähren. Manche gehen eine symbiotische Partnerschaft mit Pflanzen ein, wie die Mykorrhizapilze. Sie helfen Pflanzen, Wasser und Nährstoffe aus dem Boden aufzunehmen, während sie im Gegenzug Zucker von den Pflanzen erhalten. Rund 90 % aller Pflanzen sind über ihre Wurzeln mit Pilzen verbunden. Es gibt Hinweise darauf, dass diese Symbiose nicht nur das Wachstum der Pflanzen unterstützt, sondern auch eine Rolle in der Kommunikation zwischen Bäumen spielen könnte. Doch nicht immer ist die Beziehung zwischen Pilzen und anderen Organismen harmonisch. Einige Pilze agieren aggressiv und befallen beispielsweise Insekten, durchwachsen ihren Körper und töten sie schließlich.
Wie nehmen Pilze Nährstoffe auf?
Um Nahrung aufzunehmen, müssen Pilze sie außerhalb ihres Körpers verdauen. Während Menschen ihre Nahrung durch Kauen zerkleinern und dann mit Enzymen im Magen weiterverarbeiten, setzen Pilze Enzyme in ihre Umgebung frei. Diese Enzyme zersetzen große Moleküle in kleinere, die der Pilz dann aufnehmen kann. Pilze sind dabei hochspezialisiert und scheiden je nach Art nur bestimmte Enzyme aus, um spezifische Materialien abzubauen. Sie können Zucker, Proteine, Fette und sogar das harte Lignin von Bäumen zersetzen. Diese Spezialisierung zeigt, wie wichtig eine vielfältige Mischung von Pilzen für das Ökosystem ist, da sie gemeinsam eine große Bandbreite an organischem Material abbauen können. Doch nicht nur für die Natur ist diese Fähigkeit von Bedeutung, sondern auch für verschiedene Produktionsprozesse in unterschiedlichen Industriezweigen. Hier spielen Hefe und Schimmelpilze eine große Rolle.
Wie nutzt der Mensch die Zersetzungsfunktion des Pilzes?
Die Pilze spielen in der Industrie eine wichtige Rolle, weil sie Stoffe abbauen und dabei wertvolle Nebenprodukte erzeugen (Abb. 2). Dieser Prozess wird in der Industrie als Fermentation bezeichnet.
- Besonders bekannt ist die Nutzung von Hefepilzen. Sie scheiden Enzyme aus, die Stärke abbauen. Stärke besteht aus langen, aneinandergeketteten Zuckermolekülen. Die von den Hefepilzen ausgeschiedenen Enzyme zerlegen diese langen Ketten (Stärke) in einzelne Zuckermoleküle. Dabei entstehen Ethanol (Alkohol) und Kohlendioxid (CO₂) als Nebenprodukte des Zuckerabbaus. Dieser Vorgang heißt alkoholische Gärung und wird vor allem zur Herstellung von Bier und Wein genutzt. Das Kohlendioxid sorgt für die Spritzigkeit der Getränke. Auch in der Bäckerei spielen Hefen eine große Rolle: Beim Backen lockert das entstehende Kohlendioxid den Teig auf, sodass Brot und Brötchen schön luftig werden. Der Alkohol verdampft dabei einfach im Ofen. Weniger bekannt, aber ebenso faszinierend ist die Rolle von Hefen bei der Verarbeitung von Kakao- und Kaffeebohnen. Sie sorgen dafür, dass das süße Fruchtfleisch der Bohnen abgebaut wird – ein entscheidender Schritt, der den Bohnen ihr unverwechselbares Aroma verleiht und Schokolade sowie Kaffee ihren charakteristischen Geschmack gibt. Neben Lebensmitteln sind Hefepilze auch in der Biotechnologie wahre Helfer: Durch gezielte genetische Anpassungen lassen sie sich dazu bringen, wichtige Stoffe wie Insulin oder Impfstoffe herzustellen und auszuscheiden.
- Eine weitere bedeutende Pilzgruppe in der Industrie sind Schimmelpilze. Im Gegensatz zu Hefen können sie nicht nur Zucker, sondern auch Fette und Proteine abbauen. Sie werden oft genutzt, um bestimmte Aromen zu erzeugen, zum Beispiel in Schimmelkäse oder Sojasauce. Auch auf bestimmten Salamisorten bildet sich bewusst eine weiße Schimmelschicht. Sie zersetzt Fette und Proteine in kleinere Bestandteile, wodurch das Aroma intensiviert wird. Gleichzeitig schützt sie die Salami vor schädlichen Mikroben, also winzig kleinen Lebewesen. In der Biotechnologie werden Schimmelpilze außerdem unter anderem zur Produktion von Enzymen und Antibiotika genutzt. Besonders bekannt ist Penicillium, das für die Entdeckung des ersten Antibiotikums (Penicillin) verantwortlich ist. Dadurch spielen sie eine wichtige Rolle in Medizin und Forschung.
Pilze sind also nicht nur für das Ökosystem unverzichtbar, sondern auch für viele Bereiche der Industrie. Sie helfen bei der Herstellung von Lebensmitteln, unterstützen biotechnologische Prozesse und liefern wichtige Medikamente. Ihre Fähigkeit, verschiedene Materialien zu zersetzen, macht sie zu wahren Alleskönnern der Natur und zu wertvollen Helfern des Menschen.