Pilze schießen meisterhaft

Einige Pilze verschießen ihre Sporen über große Entfernungen, um ihre Vermehrungschancen zu erhöhen. Wie die winzigen Katapulte arbeiten, haben amerikanische Forscher erstmals im Detail analysieren können. Ihre Untersuchungen zeigen, dass dabei weder extrem hohe Drücke noch extravagante Zellstrukturen zum Einsatz kommen. Der Trick liegt vielmehr in der perfekten Abstimmung vergleichsweise gewöhnlicher Mechanismen.

Der Pilz Pilobolus kleinii schickt seine Sporangien mit vergleichsweise bescheidenen 21.000 g und bis zu 13 Metern pro Sekunde auf die Reise. Bilder: Yafetto et al., PLoS ONE 3(9), e3237

Dank dieser Perfektion könne die Energie in bis zum Bersten gespannten Zellstrukturen auf einen Schlag freigesetzt und zum Antrieb der Sporen bzw. Sporenbehältnisse genutzt werden, folgern die Forscher um Nicholas Money von der Miami University im US-Bundesstaat Ohio. Als Folge erfahren die Sporen anfängliche Beschleunigungen von bis zu 1,8 Millionen Metern pro Sekundenquadrat, entsprechend dem 180.000-Fachen der Erdbeschleunigung.

Studienobjekte der Gruppe waren 4 Pilzarten, die im Kot von Pflanzenfressern gedeihen und an der Oberfläche der Kotfladen Fruchtkörper mit Sporen bilden. Damit diese Sporen vom nächsten Wirt aufgenommen werden können, müssen sie allerdings abseits der Fladen platziert werden. Wie die Pilze dieses Kunststück bewerkstelligen und Schussweiten von bis zu 2 Metern erreichen, studierten die Forscher mit Hilfe von Ultra-Hochgeschwindigkeitskameras, die bis zu 250.000 Einzelbilder pro Sekunde aufnehmen können. Ihre Resultate präsentieren sie im Fachblatt “PLoS One”:

Den Katapultstart der Sporen bereiten die Pilze vor, indem sie Kohlenhydrate und Salze in die entsprechenden Zellen pumpen. Indem Wasser nachströmt, setzt es die winzigen Katapulte unter Druck. Dieser ist allerdings weit weniger extrem als mitunter vermutet, fanden Money und Kollegen bei der spektroskopischen Untersuchung der mit den Sporen verspritzten Flüssigkeit.

Tatsächlich erreicht der osmotische Druck bestenfalls 1 Megapascal (rund 10 Atmosphären) und liegt damit in einem für Pilzzellen nicht ungewöhnlichen Bereich. Der Trick der Pilze muss demnach in der besonders effizienten Nutzung der aufgebauten Spannung liegen, folgern die Forscher. Frühere Abschätzungen, die auf Basis theoretischer Modelle zu extremen Druck- und Beschleunigungswerten gelangt waren, müssten revidiert werden.

Forschung: Levi Yafetto, Loran Carroll, Diana J. Davis und Nicholas P. Money, Department of Botaniy, Miami University, Oxford, Ohio, und Department of Chemistry and Physical Science, College of Mount St. Joseph, Cincinnati, Ohio; und andere

Veröffentlichung PLoS ONE, Vol. 3(9), e3237, DOI 10.1371/journal.pone.0003237

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Nicholas Money, Miami University
Fungi
Osmose und Turgor
Dung Cannon
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