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Sep 25, 2023

Das ungewöhnliche Sexualleben des Knollenblätterpilzes könnte der Schlüssel zu seiner raschen Verbreitung sein

Getreu seinem Namen ist der Knollenblätterpilz einer der tödlichsten Pilze der Welt.

Getreu seinem Namen ist der Knollenblätterpilz einer der tödlichsten Pilze der Welt. Jedes Jahr tötet es in den Vereinigten Staaten ein oder zwei Menschen und macht viele weitere krank, vor allem diejenigen, die es für etwas Essbares halten. Auch ihre Zahl scheint zuzunehmen; In den letzten Jahrzehnten breitete sich die Art über ganz Nordamerika aus und verbreitete sich besonders an der Westküste, und es gibt kaum Anzeichen dafür, dass sie aufhört.

Nun glauben Wissenschaftler, eine Erklärung dafür gefunden zu haben, warum der Pilz das Gebiet so schnell erobert hat. Ein neuer Vorabdruck zeigt, dass sich die Kalifornische Knollenblätterpilze dadurch fortpflanzt, dass sie sich selbst befruchtet, anstatt auf einen Partner zu warten – eine ungewöhnliche Art der sexuellen Fortpflanzung bei Pilzen, die außerhalb des Labors selten beobachtet wurde.

Die Forschung beweist nicht, dass das ungewöhnliche Sexualleben des Pilzes hinter seiner Ausbreitung steckt, aber einige Wissenschaftler halten die Beweise des Teams für faszinierend. Die Studie „ist sehr ordentlich und gut durchgeführt“, sagt Sheng Sun, ein Mikrobiologe am Duke University Medical Center, der nicht an der Arbeit beteiligt war.

Wie verwandte Pilze vermehrt sich auch der Knollenblätterpilz (Amanita phalloides) normalerweise bisexuell – die spindelförmigen unterirdischen Strukturen zweier einzelner Individuen verschmelzen und produzieren dann oberirdische Pilze, die die DNA beider Individuen enthalten. Das passiert immer noch in Europa, wo die Art ursprünglich herkommt. Als Anne Pringle, Mykologin und Knollenblätterpilz-Expertin an der University of Wisconsin, Madison, DNA von Pilzen auf dem ganzen Kontinent sequenzierte, stellten sie und ihre Kollegen fest, dass sie zwei Sätze genetisches Material enthielten – einen von jedem Elternteil.

Aber Knollenblätterpilze in Kalifornien, wo die Pilze Anfang des 20. Jahrhunderts zum ersten Mal auftauchten, scheinen etwas ganz anderes zu bewirken. Die DNA dieser Pilze enthielt nur einen Satz genetischen Materials, was darauf hindeutet, dass jeder von einem einzelnen Individuum stammte, berichtet das Team diese Woche auf dem Preprint-Server bioRxiv.

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass sich die kalifornische Version von A. phalloides einfach selbst befruchten kann, anstatt einen Partner zum Verschmelzen finden zu müssen, oder „es von selbst tun“, sagt Pringle. Wie das geht, ist nicht ganz klar. Das Team schlägt vor, dass die Knollenblätterpilze irgendwie genetische Kontrollen umgehen, die sicherstellen, dass Pilze erst hergestellt werden, nachdem zwei Individuen verschmolzen sind.

Die Studie bietet eines der wenigen Beispiele für „unisexuelle Fortpflanzung“, die bisher bei Wildpilzen beobachtet wurden, obwohl es immer mehr Beispiele aus Laborstudien gibt. Der Sun- und Duke-Mykologe Joseph Heitman hat die eingeschlechtliche Fortpflanzung des einzelligen Pilzes Cryptococcus ausführlich beschrieben, und Forscher in Deutschland haben sie kürzlich bei einer essbaren Art dokumentiert.

Die Fähigkeit zur eingeschlechtlichen Fortpflanzung kann einen Vorteil bieten, insbesondere in neuen Lebensräumen, in denen potenzielle Partner rar sein könnten, sagt Pringle. Das Team argumentiert daher, dass dies möglicherweise eine Erklärung für die rasche Ausbreitung der Knollenblätterpilze entlang der Westküste der Vereinigten Staaten sei.

Das macht Sinn, sagt Jesús Peña, Mykologe am Harvey Mudd College, obwohl er gerne mehr Daten sehen würde. „Ich denke, sie bauen einen sehr guten Fall auf.“

Es ist nicht klar, ob sich auch andere Populationen des nordamerikanischen Knollenblätterpilzes – von denen einige unabhängig aus Europa eingeschleppt wurden – ebenfalls eingeschlechtlich vermehren können. Die Forscher versuchten, weitere Pilze in New Jersey und New York zu sammeln, wo sich der Pilz weniger schnell ausbreitet, fanden jedoch keine Hinweise auf eine Selbstbefruchtung. Die ausschließliche Fortpflanzung mit sich selbst kann auf lange Sicht schädlich sein, da sie die genetische Vielfalt einschränken kann – ein Grund, warum Mykologen glauben, dass dies nicht häufiger vorkommt, erklärt Sun.

Pringle sagt, eine nächste Frage sei, ob andere invasive Pilzarten in freier Wildbahn ähnliche Strategien anwenden. Pilze seien im Vergleich zu Pflanzen und Tieren weniger erforscht, stellt sie fest, und Pilze beherbergen wahrscheinlich viel mehr seltsame Arten der Fortpflanzung, als bisher entdeckt wurden.