Fakten Über Den Pilz Unter Uns

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Pilze bilden ein ganzes königreich lebender organismen, von pilzen über pilze bis hin zu hefen.

Zehntausende Organismen, von Pilzen über Schimmelpilze bis hin zu Hefen, fallen unter das Dach von Pilzen. Früher als Pilze gedacht, haben sich Pilze zu ihrem eigenen taxonomischen Königreich entwickelt. Die verschiedenen Pilzarten sind vielfältig, mit vielen einzigartigen Eigenschaften: einige harmlos, andere nützlich und andere schädlich.

Klassifizierung von Pilzen

Es hat Jahrzehnte gedauert, bis sich die Technologie verbessert und das wissenschaftliche Wissen weiterentwickelt hat, um diese unzähligen Organismengruppen angemessen zu klassifizieren.

Pilze galten noch in den 1960er Jahren als Pflanzen. Zu dieser Zeit wurden alle Organismen nur in zwei Gruppen oder Königreiche eingeteilt: Pflanzen und Tiere. In einem 1969 in der Zeitschrift Science veröffentlichten Artikel erläuterte der Ökologe Robert Whittaker die Grundlagen dieses Zwei-Reich-Systems. Für viele Jahrzehnte in der Geschichte waren die einzigen Lebewesen, die Menschen um sie herum beobachteten, entweder die "verwurzelten" Pflanzen, die ihre eigenen Nahrungsmittel produzierten, oder bewegliche Tiere, die ihre Nahrung suchten. Mobilität und die Methode der Nahrungsgewinnung wurden somit zum Kriterium für ein Klassifizierungssystem. "Die Tiere bewegten sich und die Pflanzen nicht, und so blieben Pilze in den Pflanzen hängen", sagte Tom Volk, Professor für Botanik an der University of Wisconsin-La Crosse.

Im Gegensatz zu Pflanzen enthalten Pilze jedoch nicht das grüne Pigment Chlorophyll und können daher nicht photosynthetisiert werden. Das heißt, sie können ihre eigene Nahrung - Kohlenhydrate - nicht mit Energie aus Licht erzeugen. Dies macht sie in Bezug auf ihre Ernährungsgewohnheiten mehr wie Tiere. Pilze müssen Nahrung aus organischen Substanzen aufnehmen: kohlenstoffhaltige Verbindungen wie Kohlenhydrate, Fette oder Proteine.

Basierend auf diesen und anderen Eigenschaften schlug Whittaker 1969 vor, dass Pilze als Teil eines neuen fünfstufigen Klassifizierungssystems zu einem eigenen Königreich werden sollten. Die vorgeschlagene Einstufung umfasste eine Vielzahl von Arten. Darunter Pilze, Hefe, Schimmelpilze, Schleimpilze, Wasserformen, Puffballs und Mehltau.

Seitdem wurden das Klassifizierungssystem und das Pilzreich weiter verfeinert. Zum Beispiel wurden Schleimformen und Wasserformen in ein anderes Königreich gebracht. Heute sind die Mitglieder der Pilze des Königreichs auch als "wahre Pilze" bekannt.

Eine besonders klumpige oder mucinoide Hefe. Herman Phaff, der Namensgeber der Sammlung, sammelte diese Hefe 1968 von Insektenfresser (oder Kacken) von einem Baum in British Columbia.

Eine besonders klumpige oder mucinoide Hefe. Herman Phaff, der Namensgeber der Sammlung, sammelte diese Hefe 1968 von Insektenfresser (oder Kacken) von einem Baum in British Columbia.

Bildnachweis: Wynne Parry

Eigenschaften von 'echten Pilzen'

Laut "Van Nostrands Scientific Encyclopedia, Bd. 1, 10. Ausgabe". (Wiley, 2008) haben die zahlreichen Pilzarten "sehr unterschiedliche Gewohnheiten und Eigenschaften" und Verallgemeinerungen können schwierig sein. Trotzdem gibt es einige wichtige Aspekte, die allen Mitgliedern des Pilzreiches gemeinsam sind.

Zellen: Pilze sind Eukaryoten, genau wie Pflanzen und Tiere. Dies bedeutet, dass sie eine gut organisierte Zelle haben, die für alle Eukaryoten charakteristisch ist. Ihre DNA ist in einer zentralen Struktur verkapselt, die als Kern bezeichnet wird (einige Zellen können gemäß "Van Nostrand" mehrere Kerne haben). Sie verfügen auch über eine spezielle Zellmaschinerie, die als Organell bezeichnet wird und verschiedene spezifische Funktionen wie Energieerzeugung und Proteintransport ausführt.

Pilzzellen sind in zwei Schichten eingeschlossen: eine innere Zellmembran und eine äußere Zellwand. Diese beiden Schichten haben mehr mit Tieren als mit Pflanzen gemeinsam.

Wie bei tierischen Zellmembranen bestehen Pilze aus Proteinen und Fettmolekülen, den sogenannten Lipiden. Zusätzlich enthalten tierische Zellmembranen unterschiedliche Mengen an Cholesterin. In ähnlicher Weise enthalten Pilzmembranen ein einzigartiges Steroid namens Ergosterol.

Pflanzliche Zellwände bestehen aus Zellulose, wohingegen Pilzzellenwände Chitin enthalten, eine ausgesprochen nicht pflanzliche Substanz. Tatsächlich bestehen die Exoskelette oder die äußere harte Hülle verschiedener Arthropoden (Insekten und Krebstiere wie Krebse und Hummer) aus Chitin.

Struktur: Pilze können aus einer einzelnen Zelle wie bei Hefen oder aus mehreren Zellen wie bei Pilzen bestehen.

Die Körper von mehrzelligen Pilzen bestehen aus Zellen, die sich in Reihen zusammenschließen, die den Ästen von Bäumen ähneln. Jede einzelne verzweigte Struktur wird als Hypha (Plural: Hyphen) bezeichnet. Meistens sitzen die einzelnen Zellen in Hyphen nebeneinander in einer durchgehenden Linie (auch als Coenozyten-Hyphen bekannt), sie können jedoch manchmal durch eine Kreuzwand (septierte Hyphen) in Kompartimente getrennt werden. Mehrere Hyphen greifen ineinander, um das Myzel zu bilden, das den Pilzkörper gemäß "Van Nostrand" darstellt.

"Die Pilze sind die Könige der Oberfläche", sagte Volk gegenüber WordsSideKick.com und erklärte, dass Hyphen ihre Oberfläche vergrößern, um Nahrung aufzunehmen, die Verdauung zu erleichtern und sich auch zu vermehren.

Ernährung: Wie bereits erwähnt, müssen Pilze, da sie keine Photosynthese durchführen können, Nährstoffe aus verschiedenen organischen Substanzen in ihrer Umgebung aufnehmen. Dies macht sie zu Heterotrophen, was laut Volk buchstäblich "andere Fütterung" bedeutet.

Tiere sind auch heterotrophs und müssen ihre Nahrung suchen. In diesem Fall findet die Verdauung im Körper statt. "Pilze sind anders", sagte Volk zu WordsSideKick.com. "Sie finden ihre Nahrung, sie geben ihre Enzyme aus und die Verdauung findet außerhalb ihres Körpers statt." Diese spezialisierten Verdauungsenzyme sind als Exoenzyme bekannt und werden von den Spitzen des Anwachsens von Hyphen auf ihre Umgebung ausgeschieden, sagt Volk in der "Encyclopedia of Biodiversity, 2nd Ed." (Academic Press, 2013).Diese Enzyme sind der Hauptgrund, warum Pilze in verschiedenen Umgebungen gedeihen können, von holzigen Oberflächen bis hin zu den Körperinnenseiten.

Infolge der Exoenzymaktivität werden große Nahrungsmoleküle in kleinere zerlegt, die in die Hyphen gebracht werden. Die Zellatmung findet dann in Pilzzellen statt. Das heißt, organische Moleküle wie Kohlenhydrate und Fettsäuren werden abgebaut, um Energie in Form von ATP zu erzeugen.

Pilze haben mehrere Nahrungsquellen. Pilze, die sich von toten Organismen ernähren - und bei der Zersetzung helfen - werden Saprophyten genannt. Wenn ein Pilz Nahrung von einem lebenden Wirt erhält, ohne ihn zu schädigen, spricht man von einem Symbionten oder einem Gegenspieler. Flechten - Pilze und Algen zusammen - sind ein Beispiel für eine gegenseitige Beziehung. Wenn sich ein Pilz von einem lebenden Wirt ernährt und ihn dabei schädigt, handelt es sich laut der "Encyclopedia of Biodiversity" um einen Parasiten.

Reproduktion: Die verschiedenen Pilze können sich ungeschlechtlich oder sexuell vermehren. Beide Prozesse können Sporen erzeugen. Hierbei handelt es sich um spezielle Zellen, die bei Freisetzung in eine geeignete Umgebung zu einem neuen Pilzkörper führen können. Laut der Utah State University können Sporen durch Luft oder Wasser in neue Umgebungen transportiert werden.

Asexuelle Fortpflanzung erfolgt durch Mitose, wenn sich eine Pilzzelle teilt und identische genetische Kopien von sich selbst produziert. Bei einfacheren einzelligen Pilzen wie Hefe wird dieser Vorgang als Knospung bezeichnet. In diesem Fall tritt ein kleiner Ableger oder eine kleine Knospe aus der Stammzelle hervor und wächst langsam an Größe. Der Kern teilt sich in zwei Teile auf und die Knospe spaltet sich ab, sobald sie die gleiche Größe wie die Stammzelle hat. Auf der anderen Seite vermehren sich mehrzellige Pilze wie Schimmelpilze durch die Bildung von asexuellen Sporen.

Die Dauer und der Zeitpunkt bestimmter Schritte der sexuellen Fortpflanzung variieren stark zwischen den Pilzarten. Darüber hinaus variieren auch die Fortpflanzungsstrukturen von Art zu Art. So sehr, dass diese morphologischen Unterschiede die Grundlage für die Unterteilung des Pilzreiches in Untergruppen oder Phyla bilden, gemäß der "Encyclopedia of Biodiversity".

Die sexuelle Fortpflanzung in Pilzen erzeugt Sporen durch Meiose. Infolgedessen enthalten diese Sporen die Hälfte der Anzahl an Elternchromosomen. Nach der Freisetzung keimen die Sporen zu baumähnlichen Myzelien und sind bereit, sich zu "paaren". Bei Pilzen, Puffballs und Fliegenpilzen wird das verzweigte Myzel (auch als primäres Mycel bezeichnet) in Segmente unterteilt, die einen einzigen Kern enthalten. Paarung findet statt, wenn zwei primäre Myzelien miteinander in Kontakt kommen und ein sekundäres Mycel bilden. Jedes Segment des sekundären Myzels hat zwei Kerne: einen aus jedem ursprünglichen Segment. Die einzelnen Kerne haben immer noch die Hälfte der Chromosomenzahl als Mutterzelle. In mehreren Schritten verschmelzen Kerne, wodurch Zellen mit der ursprünglichen Anzahl an Chromosomen entstehen. Nach diesem Punkt beginnt der sexuelle Fortpflanzungszyklus wieder: Meiose tritt auf und es werden Sporen produziert, wie "Van Nostrand" heißt.

Das vergrößerte Foto zeigt mehrfarbige Schimmelpilzkolonien, die auf Agarplatten gedeihen.

Bildnachweis: moomsabuy shutterstock

Pilz und wir

Pilze sind untrennbar mit unserem Leben und unserem Lebensunterhalt verbunden. Sie wirken sich positiv und ärgerlich auf unsere Gesundheit, Lebensmittel, Industrie und Landwirtschaft aus.

Pilze sind Quellen wichtiger Medikamente. Die Antibiotika Penicillin und Cephalosporin sowie das Medikament Cyclosporin, das die Abstoßung von Transplantaten verhindert, werden gemäß der "Encyclopedia of Biodiversity" alle von Pilzen produziert. Andererseits produzieren Pilze Giftstoffe, die als Mykotoxine bezeichnet werden und für uns schädlich sind. "Fast alle Mykotoxine werden von Schimmelpilzen produziert", sagte Volk. Zum Beispiel, Aspergillus Pilze, die auf Mais und Erdnüssen wachsen, produzieren Aflatoxine. Dieses Mykotoxin gilt als Karzinogen und wurde mit Leberkrebs in Verbindung gebracht.

Hefe (Saccharomyces cerevisiae) ist wesentlich für die Gärung von Wein und Bier und für das Backen von gehobenem, flaumigem Brot. Der charakteristische Azurfarbton von Blauschimmelkäse ist auf die Sporulation des Pilzes zurückzuführen Penicillium roquefortiilaut der "Enzyklopädie der Biodiversität". Pilze wie Pfifferlinge und Morcheln sind eine schmackhafte Ergänzung zu den Mahlzeiten. Doch Schmutz- und Rostpilze (benannt nach dem kakao- und rostähnlichen Aussehen ihrer Sporen) zerstören routinemäßig Nahrungspflanzen und Pflanzen wie Bohnen, Gerste und Kiefern, so Van Nostrand.

Wichtige wissenschaftliche Entdeckungen wurden unter Verwendung von Pilzen als Modellorganismen gemacht. Die Entdeckung, dass Gene die Expression von Enzymen steuern und dass ein Gen ein Enzym kontrolliert, war das Ergebnis von Experimenten mit dem rosa Schimmel Neurospora. Die Wissenschaftler George Beadle und Edward Tatum erhielten 1958 den Nobelpreis für diese Arbeit. Hefe wurde auch als Modellorganismus zur Beantwortung von Fragen im Bereich der Genetik verwendet. Einem 1997 in der Fachzeitschrift Science veröffentlichten Artikel zufolge kodieren viele Hefe- und Säugetiergene für ähnliche Proteine, was sie zu einem nützlichen Hilfsmittel für das Verständnis des menschlichen Genoms und von Krankheitszuständen wie dem Werner-Syndrom macht.

Was wir heute über Pilze wissen und was wir mit Pilzen tun können, ist jedoch erst der Anfang von allem, was möglich ist. Wie Volk in "Encyclopedia of Biodiversity" feststellt, gibt es 75.000 Pilzarten, die genannt werden. Es wird angenommen, dass diese Zahl nur 5 Prozent der in der Natur vorkommenden Arten ausmacht. "Über die Pilze ist im Vergleich zu den Tieren und Pflanzen relativ wenig bekannt", sagte Volk gegenüber WordsSideKick.com. "Es gibt noch viele neue Arten, die es zu entdecken gilt."

Zusätzliche Ressourcen

  • Enzyklopädie Britannica: Pilz
  • Tom Volk's Fungi (Universität von Wisconsin-La Crosse): Umfangreiche Datenbank mit Pilzen und interessanten Geschichten
  • Genetik: Sporulation in der angehenden HefeSaccharomyces cerevisiae


Videoergänzungsan: Lets Play Pflanzen vs. Zombies [5][GER] Keine Pilze unter uns.




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